Синтез логических схем для хранения и переработки информации

Информация - Компьютеры, программирование

Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



 

 

 

  1. Синтез реверсивного десятиразрядного регистра сдвига на одну позицию. Использовать триггеры типа D. При сдвиге вправо в крайний разряд загружать единицу.
  2. Синтез асинхронного двоичного счётчика, выполняющего прямой счёт, с модулем счёта равным 26, используя триггеры типа D.
  3. Синтез синхронного двоичного счётчика, выполняющего обратный счёт, с модулем счёта равным 14, используя триггеры типа JK и логику И-НЕ.
  4. Синтез последовательного восьмиразрядного сумматора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача№1.............................................................................................2

 

Задача№2.............................................................................................5

 

Задача№3.............................................................................................6

 

Задача№4.............................................................................................8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача№1

Синтез реверсивного регистра сдвига.

Регистр на 10 разрядов. Использовать триггеры типа D.

 

Решение

Регистры представляют собой узлы цифровых систем, предназначенные для записи и хранения двоичных кодов. Например: Если необходимо сложить два числа А и В, то необходима их предварительная запись в два регистра.

А В

 

Clk Рг. А Clk Рг. В

 

 

Т. к. Схема регистра должна хранить двоичные цифры, а триггер предназначен для записи и хранения 0 или 1, то схема регистра должна содержать столько триггеров, сколько двоичных цифр необходимо хранить. Обычно регистры строят, используя триггеры типа D.

Q

D T

Clk C Q

 

 

В качестве примера представим структуру регистра, предназначенного для записи и хранения 4-ёх разрядных двоичных чисел.

 

A3 Q3 A2 Q2 A1 Q1 A0 Q0

 

D T D T D T D T

 

Clk C C C C

 

 

 

Q3 Q2 Q1 Q0

 

 

 

В представленной схеме выходы Q3, Q2, Q1, Q0 являются прямыми выходами регистра, в то время как необязательные выходы Q3, Q2, Q1, Q0 являются инверсными выходами регистра.

Очень часто в цифровых системах используется операция сдвига. Имеем 01100111, тогда сдвиг влево выглядит:

 

 

0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1

Влево Вправо

1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1

 

Для реализаций операций сдвига влево/вправо могут использоваться либо мультиплексоры, либо регистры. Регистр, способный сдвигать данные в обоих направлениях, называется реверсивным сдвигающим регистром (РСР).

 

Синтез РСР.

 

Выполним синтез РСР на триггерах типа D.

  1. Составим таблицу, в которой отразим текущее и следующее состояние каждого из триггеров регистра. При этом будем полагать, что регистр 3-ёх разрядный. Так как регистр должен сдвигать либо влево, либо вправо, то в этой таблице следует в отдельном столбце записывать значение специального управляющего сигнала SL/R. Кроме того, таблица будет содержать значения, которые нужно подавать на входы D каждого из триггеров при переходе от текущего состояния в следующее состояние.

 

SL/Rtt+1D2D1D0Q2Q1Q0Q2Q1Q00000000000000101001000101001000011110110010000000001010100100110100100011111011010000000001001000000101000100110110010011100010010110101001011100110111111011011

 

  1. Заполним диаграмму Вейча-Карно с тем, чтобы получить логические выражения для D2 , D1 , D0 .

OOO1111OOOO1111OOOO1111OOO11OO11OOO111O111O11111111111111O1O1O11

D2 = SL/R* Q1 D1 = SL/R* Q0 SL/R* Q2 D0 = SL/R* Q1

 

 

 

 

 

  1. По полученным логическим выражениям синтезируем схему регистра.

 

 

 

D T 1 D T D T

 

 

C C C

 

 

clk

 

 

 

1

 

 

На основе полученных логических выражений и синтезированной схемы можно получить логическое выражение и схему для i-го триггера.

 

Di = SL/R* Qi - 1 SL/R* Qi + 1

На основе полученного выражения можно построить схему заданного регистра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача№2

Синтез асинхронного двоичного счётчика, выполняющего прямой счёт, с модулем счёта равным 26, используя триггеры типа D.

Решение

Самыми простыми двоичными счётчиками являются асинхронные двоичные счётчики(АДС).Пусть к=3, тогда АДС с М=2^3 будет выглядеть:

Представленная схема является схемой АДС, обеспечивающего суммирование входных импульсов ( с прымым счётом).

 

Представленная временная диаграмма поясняет работу асинхронного 3-х разрядного счётчика.

Таблица переходов для прямого счёта записывается так:

000Младший триггер счётчика срабатывает по срезу входных

001импульсов на линии clk. Как видно из диаграммы состояние

010на выходе младшего тригге

s