Завдання

Порядок виконання роботи в програмі Electronics Workbench

1. Запустіть Electronics Workbench.

2. Підготуйте новий файл для роботи. Для цього необхідно виконати такі операції з меню: File/New і File/Save as. При виконанні операції Save as буде необхідно вказати ім'я файлу і каталог, у якому буде зберігатися схема.

3. Перенесіть необхідні елементи з заданої схеми на робочу область Electronics Workbench. Для цього необхідно вибрати розділ на панелі інструментів (Logic Gates, Instruments), у якому знаходиться потрібний вам елемент, потім перенести його на робочу область.

4. З'єднайте контакти елементів і розташуйте елементи в робочій області для одержання необхідної вам схеми. Для з'єднання двох контактів необхідно клацнути на один з контактів лівою кнопкою миші і, не відпускаючи клавішу, довести курсор до другого контакту. У разі потреби можна додати додаткові вузли (розгалуження). Натисканням на елементі правою кнопкою миші можна одержати швидкий доступ до найпростіших операцій над положенням елементу, таким як обертання (rotate), розворот (flip), копіювання/вирізання (copy/cut), вставка (paste).

5. Коли схема зібрана і готова до запуску, натисніть кнопку запуску на панелі інструментів.

Приклад роботи програми для тригерної структури наведено на рисунку нижче.

Лабораторна робота № 7.

Тема: Дослідження роботи регістрів.

Теоретичні відомості

Регістром називається пристрій, що здійснює прийом, зберігання перетворення й видачу чисел у двійковому коді. Інформація в регістрі зберігається у вигляді числа. Він містить у собі окремі тригери, кількість яких відповідає числу розрядів двійкового коду й логічні елементи.

Регістри виконують ряд мікрооперацій над словами:

1. Прийом слова до регістра в прямому й зворотному коді, дані зберігаються в регістрі поки не з'явиться команда на їхню зміну.

2. Видача слова з регістра в прямому й зворотному коді.

3. Виконання поразрядных логічних операцій над декількома словами.

4. Зрушення коду вправо або вліво на необхідне число розрядів, перетворення паралельного коду в послідовний і навпаки.

По способі запису й зчитування коду числа в регістрі варто розрізняти паралельні й послідовні регістри:

Паралельний регістр. У паралельних регістрах операції запису й зчитування інформації здійснюються у всіх розрядах одночасно. Схема трехразрядного регістра на D-тригерах, побудованого в пакеті Electronics Workbench, наведена на рис. 1. Інформація надходить у вигляді паралельного коду, тобто все розряду одночасно по n (n=3) проводам. У такий спосіб інформація в паралельному регістрі зберігається в паралельному коді, тому паралельний регістр називають регістром пам'яті. Інформація, зчитувальна з виходів тригерів, проілюстрована на тимчасовій діаграмі (див. рис.2).

Рис.1 - Схема паралельного регістра

Рис. 2 - Діаграма роботи паралельного регістра

Послідовний регістр. У послідовних регістрах запис коду числа починається з першого розряду шляхом послідовного просування інформації за допомогою тактових імпульсів. Схема трехразрядного послідовного регістра, виконаного на D-тригерах, наведена на рис3. Тимчасова діаграма, що ілюструє роботу регістра показана на рис4. Записуване число надходить по одному вході у вигляді послідовного коду, тобто значення розрядів передаються послідовно тому як ми прочитуємо багато розрядне число, наприклад: “тисяча триста сорок два” - 1342. У загальному виді: n-розрядний регістр запам'ятовує n-розрядне число за n-тактових імпульсів. послідовний код, Що Надійшов на вхід, перетвориться в регістрі в паралельний код: число може бути лічене з виходів тригерів. З надходженням кожного тактового імпульсу записана інформація зрушується в регістрі (рух від входу до виходу), тому послідовний регістр називають регістром зрушення.

Рис. 3 - Схема послідовного регістра

 

Рис. 4 - Діаграма роботи послідовного регістра

Зрушення інформації на один розряд рівнозначний множенню коду на 2. Наприклад, записане число 101 (у десятковому коді 5), зрушуємо його на один розряд уліво й одержуємо 1010 (десятковому коді 10). Інформація, записана в послідовному регістрі, може бути лічена з виходу його старшого розряду у вигляді послідовного коду: якщо після запису в регістр числа знову подати тактові імпульси, число поразрядно буде прочитуватися на виході старшого розряду й відтіля може бути передане до інших ланцюгів, що зчитують.

Для зберігання й обробки інформації в микро-эвм широко використаються зсувачі регістри. Зсувачі регістри звичайно реалізуються на Сіс-приладах, виконаних із застосуванням RS-, JK- або D - тригерів, і розходження між ними зв'язані головним чином з методом обробки вхідних і вихідних даних.

Завдання:

1. Використовуючи пакет Electronics Workbench спроектувати схеми на основі елементів і проаналізувати роботи регістрів.

Скласти звіт про виконання лабораторної роботи -  Схеми регістрів. -  Тимчасові діаграми роботи регістрів.

Лабораторна робота № 8

Тема: Дослідження роботи лічильників.

Теоретичні відомості

Кожна складна цифрова система містить кілька лічильників. Лічильник – функціональний вузол, призначений для підрахунку числа вхідних сигналів і запам'ятовування коду цього числа відповідними тригерами. Результат рахунку в них записується у двійковому коді. Максимальне число N, що може бути записане в лічильнику дорівнює (2ⁿ –1), де n-число розрядів лічильника. Кожен розряд лічильника містить у собі тригер. По призначенню лічильники діляться на підсумовуючі, що віднімають.

Розглянемо побудову й тимчасову діаграму роботи підсумовуючого лічильника (трьохраорядного).

Підсумовуючий лічильник працює за принципом підсумовування сигналів, що надходять на його вхід (див. таблицю 3.3. 3.1). На малюнку 3.3. 3.1 наведена функціональна схема трьохрозрядного підсумовуючого лічильника й тимчасова діаграма роботи (див. малюнок 3.3. 3.2), у таблиці 3.3. 3.1 – стану його тригерів(Тг). У початковий момент часу всі тригери встановлюються сигналом Вуст 0 у стан “0”. Після приходу першого рахункового імпульсу тригер Тг1 перейде в стан “1” й у лічильнику зафіксується код 001.Другий імпульс, що прийшов на вхід, переведе Тг1 знову в стан “0”. При цьому виникає імпульс переносу, що встановлює наступний тригер Тг2 у стан “1” й у лічильнику зафіксується код 010. Після третього вхідного сигналу Тг1 знову перейде у стан “1”, а інші тригери залишаться в колишньому стані. Так буде тривати доти, поки лічильник не просумує максимальне для трьох розрядів число 7₁₀=111₂. Восьмий імпульс переведе Тг1 у стан “02, що виник перенос надійде на Тг2 і також переведе його в стан “0”. У свою чергу, імпульс переносу із другого розряду переведе в стан “0” і Тг3. У результаті цього лічильник установиться у вихідне нульове стан (000)

Номер імпульсу	Стан тригерів
	Q1	Q2	Q3
0	0	0	0
1	0	0	1
2	0	1	0
3	0	1	1
4	1	0	0
5	1	0	1
6	1	1	0
7	1	1	1
8	0	0	0

Таблиця 1 - Таблиця істинності підсумовуючого двійкового лічильника

Рис.1 - Схема підсумовуючого двійкового лічильника

Рис. 2 - Діаграма роботи підсумовуючого двійкового лічильника

Завдання:

1. Використовуючи пакет Electronics Workbench спроектувати схеми на основі елементів, використовуючи для складання схеми таблицю істинності й проаналізувати роботи: -  Підсумовуючого лічильника; - лічильника, що віднімає.  

Скласти звіт про виконання лабораторної роботи. У звіт включити: - Схеми лічильників; - Тимчасові діаграми роботи лічильників.