Лабораторная работа 10
Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-03-13
Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Лабораторная работа №10. Построение четырёхразрядного сумматора. Вычитание
Время, отводимое на выполнение практической работы - 2 часа.
Перечень необходимых технических средств обучения:
- персональные компьютеры Core i3 3.0, 2 Gb, 4 ГБ ОЗУ, 250 Gb HDD;
- локальная сеть;
- коммутатор для подключения в сети Internet.
Перечень необходимых программных средств обучения:
- ОС Windows XP (7);
- Программа для моделирования Electronic Work Bench 5.12 и выше
- Цель занятия: Изучение назначения и принцип работы виртуального генератора слова. Знакомство с базовыми функциями виртуального генератора слов. Анализ работы сумматора с помощью виртуального генератора слов.
- Основные теоретические положения:
2.1 Реализация вычитания с помощью сумматора
Вычитание числа В из А выполняется путем суммирования отрицательного числа В в дополнительном коде с числом А. Представление отрицательного двоичного числа можно получить путем инвертирования всех битов числа и добавлением 1. Прибавление этой единицы эффективно реализуется в полном сумматоре путем замены его первого каскада (полусумматора) на полный сумматор, вход переноса которого подключается к напряжению с уровнем логической 1.
2.2 Генератор двоичных слов
Генератор (его еще называют кодовым генератором) предназначен для генерации 16 разрядных двоичных слов. Кодовые комбинации необходимо задавать в шестнадцатеричном коде.
Каждая комбинация заносится с помощью клавиатуры, номер редактируемой ячейки фиксируется в окошке EDIT блока ADRESS. Всего таких ячеек и следовательно, комбинаций – 2048. В процессе работы генератора в отсеке ADRESS индицируется номер текущей ячейки (CURRENT), ячейки инициализации или начала работы (INITIAL) и конечной ячейки (FINAL). Выдаваемые на 16 выходов (В нижней части генератора) кодовые комбинации индицируются в текстовом (ASCII) и двоичном коде (BINARY).
Сформированные слова выдаются на 16 расположенных в нижней части виртуального прибора клемм-индикаторов:
• В пошаговом (при нажатии кнопки STEP), циклическом (при нажатии кнопки CYCLE) или с выбранного слова до конца (при нажатии клавиши BURST) при заданной частоте посылок (установка – нажатиями кнопок в окнах FREQUENCY);
• При внутреннем (при нажатии кнопки INTERNAL) или внешнем запуске (при нажатии кнопки EXTERNAL по готовности данных (клемма DATA READY), рядом расположена клемма для подключения канала синхронизации);
• При запуске по переднему или заднему фронту.
Кнопка BREAK POINT – прерывание работы генератора в указанной ячейке.
При нажатии на кнопку PATTERN выпадает меню:
- Clear buffer – стереть содержимое буфера (содержимое буфера экрана);
- Open – загрузить кодовые комбинации (из файла с расширением .dp);
- Save – записать все набранные на экране комбинации в файл (.dp);
- Up counter - заполнить буфер экрана кодовыми комбинациями, начиная с 0 в нулевой ячейке и далее с прибавлением 1 в каждой последующей ячейке;
- Down counter – заполнить буфер кодовыми комбинациями, начиная с FFFF в нулевой ячейке и далее с уменьшением на 1 в каждой последующей ячейке;
- Shift right – заполнить каждые четыре ячейки комбинациями 1-2-4-8 со смещением их в следующих четырех ячейках вправо;
- Shift left – тоже самое, но со смещением влево.
- Задание к работе
- Исследование полусумматора.
- Постройте схему работы полусумматора (рис.16).
- Проанализируйте работу полусумматора, используя генератор слов.
Рисунок 6 Схема работы полусумматора
- Построение схемы полного одноразрядного сумматора. Исследование полного сумматора
- Постройте схему функционирования полного одноразрядного сумматора.
- Проанализируйте работу одноразрядного сумматора с использованием генератора слов.
Рисунок 7 Генератор слов
- Требуется исследовать четырехразрядный сумматор с помощью виртуального генератора слов
- Откройте панель виртуального генератора слова.
- Собираем четырехразрядный сумматор, состоящий из одного полусумматора и трех полных сумматоров.
Рисунок 18. Четырёхразрядный сумматор
- Из панели Indicators выбираем 4 индикатора и подключаем к выходам сумматора (при сигнале 1 – зажигаются).
- Выходы виртуального генератора слов подключаем к входам сумматора; четыре первых разряда соответствуют первому слагаемому, четыре последующих разряда – второму слагаемому.
- В лицевой панели генератора вводим шестнадцатиразрядные числа 0, 1, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17.
- Запустить генератор слов в режиме Step. Проанализировать работу сумматора.
- Постройте пятиразрядный сумматор и проанализируйте с помощью генератора слов. Какие шестнадцатиразрядные числа необходимо ввести для анализа работы сумматора?
- Самостоятельно постройте четырёхразрядный вычитатель
- Содержание отчёта:
- Схемы полусумматора, полного одноразрядного сумматора.
- Схема четырехразрядного сумматора, построенная с помощью виртуального генератора слов
- Схема четырёхразрядного вычитателя.
- Контрольные вопросы:
- Объяснить предназначение виртуального генератора слов.
- Перечислить основные функции генератора слов
- Объяснить, почему выбраны шестнадцатиразрядные числа 0, 1, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 для анализа работы сумматора?
- Как обеспечить вычитание двух чисел?
- Список литературы
Основная литература
- Ижевский А.С., Калиниченко Б.Б. Методические указания для лабораторных работ «Моделирование и анализ электрических схем на основе логических элементов Electronic Workbench», 2009. - 38с.
Дополнительная литература
- Келим Ю.М. Вычислительная техника.- М.:Академия,2007. - 384с.
- Вычислительная техника: метод. пособие /авт.-сост. Б.В. Цыбаков.- М., 2004. - 112с.