Самарский государственный технический университет
Кафедра: Робототехнические системы
Контрольная работа
Цифровые устройства и микропроцессоры
Самара, 2001
1. Используя одноразрядные полные сумматоры построить функциональную схему трехразрядного накапливающего сумматора с параллельным переносом.
РЕШЕНИЕ:
Одноразрядный сумматор рис.1 имеет три входа (два слагаемых и перенос из предыдущего разряда) и два выхода (суммы и переноса в следующий разряд).
|
| ||||||
| ai | bi | ci-1 | Si | Ci | ||
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | ||
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | ||
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | ||
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | ||
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | ||
| 1 | 0 | 0 | 1 | ||
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||
Таблица истинности одноразрядного сумматора.Сумматоры для параллельных операндов с параллельным переносом разработаны для получения максимального быстродействия.
Для построения сумматора с параллельным переносом введем две вспомогательные функции.
Функция генерации – принимает единичное значение если перенос на выходе данного разряда появляется независимо от наличия или отсутствия входного переноса.
 |
Функция прозрачности – принимает единичное значение, если перенос на выходе данного разряда появляется только при наличии входного переноса.
 |
Сформируем перенос на выходе младшего разряда:
На выходе следующего разряда:
 |
В базисе И-НЕ:
 | |||
 | |||
 | |||
Накапливающий сумматор представляет собой сочетание сумматора и регистра. Регистр выполним на D-триггерах (рис. 2).
 | ||
| ||
 | ||
| ||
2. 
3. Построить схему электрическую принципиальную управляющего автомата Мили для следующей микропрограммы:
 |
РЕШЕНИЕ:
1. Построение графа функционирования:
Управляющее устройство является логическим устройством последовательностного типа. Микрокоманда выдаваемая в следующем тактовом периоде, зависит от состояния в котором находится устройство. Для определения состояний устройства произведем разметку схемы алгоритма, представленной в микрокомандах (Рис. 1).
 |
?????????? ??????? ?0, ?1, ?2, ?3, ?4 ????????????? ?????????? ??????????. ?????????? ????? ???? ?????????. ???????? ???? ????????????????.
Кодирование состояний устройства.
|
В рассматриваемом устройстве М = 5 k = 3. | Таблица 1 | |||
|
Состояние | Кодовые комбинации | |||
| Q3 | Q2 | Q1 | ||
|
а0 | 0 | 0 | 0 | |
|
а1 | 0 | 0 | 1 | |
|
а2 | 0 | 1 | 0 | |
|
а3 | 0 | 1 | 1 | |
|
а4 | 1 | 0 | 0 | |
В процессе кодирования состояний каждому состоянию устройства должна быть поставлена в соответствие некоторая кодовая комбинация. Число разрядов кодов выбирается из следующего условия: , где М – число кодовых комбинаций, k – число разрядов.Соответствие между состояниями устройства и кодовыми комбинациями зададим в таблице 1.