Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
КОЛЕДЖ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ І ТЕХНОЛОГІЙ
ДЕРЖАВНОГО ВИЩОГО НАВЧАЛЬНОГО ЗАКЛАДУ
“КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені Вадима Гетьмана”
Інструкція до лабораторної роботи №10
з дисципліни: „Мікросхемотехніка”
для студентів спеціальності:
|
5.05080201 – |
Конструювання, виробництво та технічне обслуговування виробів електронної техніки |
|
Розробив викладач Повхліб В.С. |
|
|
Розглянуто на засіданні циклової комісії Обчислювальної техніки |
|
|
Протокол № _______ від "____"________2012 р. Голова комісії ____________ |
ТЕМА: ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ ДВІЙКОВО-ДЕСЯТКОВОГО СУМАТОРА
1. МЕТА РОБОТИ:
1.1. Дослідити роботу КЦП на суматорах для реалізації додавання/віднімання чисел.
1.2. Освоїти методи аналізу та діагностики комбінаційних схем з використанням суматорів.
2.КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ:
Двійково-десяткові суматори
Двійково-десяткові суматори виконують дії над десятковими числами, розряди яких закодовані двійковими тетрадами. Звичайний спосіб побудови двійковій-десяткового суматора передбачає первинне підсумовування тетрад звичайним двійковим суматори і подальшу корекцію результату. Корекція необхідна, оскільки при додаванні тетрад результат може перевищувати 9, тоді як тетрада повинна містити числа від 0 до 9.
Якщо результат додавання тетрад менше 9, то корекцій не потрібно.
Якщо при додаванні тетрад і перенесення з сусідньої тетради результат лежить в межах 10 ... 15, то розрядна сітка не переповнюється і перенесення не виникає, тоді як потрібен перенос в сусідню тетраду з одночасним зменшенням отриманого числа на 10. Віднімання 10 можна замінити складанням з додатковим кодом 10, що має двійкове представлення 0110. Таким чином, в даному випадку до результату треба додати коригувальну поправку 6 і забезпечити сигнал перенесення в старшу тетраду.
Якщо при первинному складення результат перевищив 15, то розрядна сітка переповнюється і виробляється перенос в старшу тетраду. Однак ціна цього перенесення 16, а для десяткових чисел ціна повинна становити 10. Тому необхідно додати до отриманого результату поправку 6.
Тетрада двійковій-десяткового суматора (рис.1) містить суматори 1 і 2 і ланцюги вироблення коригуючої поправки при перевиконанні тетради або отриманні в ній чисел 10 ... 15. в останньому випадку виробляється і сигнал переносу. Перший етап складання здійснюється сумматором 1, на який надходять тетради доданків. Корекція результатів першого етапу відбувається в суматорі 2, на одні входи якого подаються початкові значення сум, а на інші - при необхідності подається коригуюча поправка 0110 (в молодший розряд завжди надходить при цьому нуль, тому він передається на вихід безпосередньо). Перенесення з першого суматора проходить через елемент АБО і встановлює на входах b0, b1 другого суматора одиниці, що і відповідає двійковому коду числа 6, рівному 0110.
Рис.1. Схема тетради двійковій-десяткового суматора
Якщо початкове значення суми лежить в межах 10 ... 15, то слід штучно створити на виході тетради перенесення. Наявність чисел у вказаному діапазоні індикується за допомогою логічної функції, що будується кон'юнкторами і схемою АБО
F=s1s3 + s2s3
Додавання/віднімання чисел на суматорах
Комбінаційний двійковий суматор можна використовувати як для додавання, так і для віднімання чисел, якщо ці числа зображені у додатковому коді. Якщо число або результат є додатнім, то знаковим розрядом буде „0”, якщо від‘ємним – „1”.
Від‘ємні числа часто записуються у додатковому коді. Щоб знайти додатковий код від‘ємного двійкового числа, треба спочатку записати його прямим кодом, а потім проінвертувати усі розряди числа (замінити „1” на „0”, а „0” на „1”) крім знакового, після чого до молодшого розряду додати „1”.
Зворотне перетворення від‘ємних чисел із додаткового коду у прямий виконується за тим же правилом.
Наприклад: знайти додатковий код числа -2.
Прямий код 1.0010
Зворотній код 1.1101
+ 1
Додатковий код 1.1110
Розглянемо операцію віднімання двох чисел А, В та схему пристрою, яка виконує цю операцію.
Нехай [А]д – додатковий код числа А;
[В]д - додатковий код числа В;
[S]д - додатковий код результату; An, Bn, Sn – знакові розряди чисел та результату, де n – старший розряд числа і результату.
На вході схеми (рис.2) числа А і В поступають у додатковому коді. Суматор виконує операцію [S]д = [А]д+ [В]д +Ро, якщо сигнал керування V=Po=0, то коди чисел [В]д і [А]д передаються на входи суматора без змін і виконується операція додавання [S]д=[X]д+[Y]д, результат буде у прямому коді.
Результат буде у додатковому коді, якщо сигнал керування V=Po=1, то значення всіх розрядів коду [В]д інвертуються і по каналу переносу Ро у молодший розряд додається 1.
Нехай маємо наступні числа А= -5, В = -3
А = -0,101
-
В = -0,011
S = -0,010
Додатковий код чисел такий : [А]д = 1,011, [В]д = 1,101
Після інвертування [В]д і додавання „1” до молодшого розряду отримаємо [-В]д =[В]д+0,001 = 0,010 + 0,001 = 0,011 (рис.2)
Тоді отримаємо [S]д :
[А]д = 1,011
+
[-В]д = 0,011
[S]д = 1,110
Цей код є додатковий код результату (-0,010).
Рис.2
3. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ.
3.1. Вивчити призначення ІС КР1533ИМ6, ІС КР1533ЛП5, дайте умовно-графічне позначення заданих мікросхем, поясніть призначення усіх виводів, запишіть таблиці істинності їх роботи.
4. ВИКОНАННЯ РОБОТИ.
4.1. Виконайте операцію додавання (віднімання) двох двійкових чисел у додатковому коді. Варіанти завдань наведені у таблиці 1 (номер варіанту визначається за останньою цифрою порядкового номеру в журналі).
4.2. Побудуйте схему пристрою додавання (віднімання) двійкових чисел, зображених у додатковому коді використовуючи ІС КР1533ИМ6, ІС КР1533ЛП5.
4.3. Визначте значення логічних сигналів на входах та виходах елементів схеми для чисел згідно з варіантом.
Таблиця 1.
|
Номер варіанту |
Числа |
|
|
А |
В |
|
|
0 |
14 |
-15 |
|
1 |
10 |
- 3 |
|
2 |
9 |
-14 |
|
3 |
-11 |
5 |
|
4 |
-6 |
9 |
|
5 |
-13 |
8 |
|
6 |
5 |
-12 |
|
7 |
-8 |
15 |
|
8 |
2 |
-12 |
|
9 |
-15 |
11 |
5. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ.
5.1. Чим відрізняється процес додавання на двійковому та двійково-десятковому суматорі..
5.2. Привести 3 приклади додавання чисел на двійково-десяткових суматорах. Побудувати цифрові схеми та проаналізувати стан виходів кожної мікросхеми.
6. ЗМІСТ ЗВІТУ
6.1. Тема та мета практичної роботи.
6.2. Виконання домашнього завдання.
6.3. Короткий звіт за пунктами виконаної практичної роботи.
6.4. Відповіді на контрольні запитання.
6.5. Висновки.
7. ЛІТЕРАТУРА.
7.1. Бабич Н.П., Жуков І.А. Комп’ютерна схемотехніка. Методи побудови та проектування. Навчальний посібник. – К.: «МК-Пресс», 2004. – 576 с.
7.2. Угрюмов Э. Цифровая схемотехника. – СПб.; БХВ – Петербург, 2002
7.3. Бойко В.І., Гурій А.М., Жуйков В.Я. та ін. Цифрова схемотехніка; кн. 2. – К.: «Вища школа», 2004.
7.4. Шкурко О.І., Процюк Р.О., Корнійчук В.І. Комп’ютерна схемотехніка в прикладах та задачах. – К: «Корнійчук», 2003. – 144 с.