Таким образом, если увеличение разрядности в последовательном счетчике приводит к значительному уменьшению его быстродействия, а в параллельном счетчике – к увеличению связей и значительному увеличению сложности схемы, что препятствует наращиванию разрядности этих типов счетчиков, то схема с последовательным переносом позволяет легко наращивать разрядность.
СибАДИ |
||
|
|
Контрольные вопросы и задания |
1. |
Нап ш те отчет о проведенных исследованиях с выводами по |
|
|
каждому |
сследованному типу счетчиков, укажите их досто- |
|
нства |
недостатки. Исследуемые схемы счетчиков должны |
|
быть пр |
ведены в отчете. |
2. |
Начерт те эпюру тактовых импульсов эпюры напряжений на |
|
|
выходах JK-триггеров трехразрядного последовательного |
|
|
счетч ка, если на его вход поступал такой последовательный |
|
|
код C = 1010101011001100. |
|
3. |
Что препятствует наращиванию разрядности последовательно- |
|
|
го счетч |
ка? |
4. |
Что препятствует наращиванию разрядности параллельного |
|
|
счетчика? |
|
5. |
До какого наи ольшего числа считает счетчик, схема которого |
|
|
представлена на рис. 2.16? |
|
6. |
До какого наибольшего числа считает счетчик, схема которого |
|
|
представлена на рис. 2.17? |
|
7. |
При каком числе наступит переполнение разрядной сетки |
|
|
счетчика, схема которого представлена на рис. 2.18? |
|
8. |
Напишите зависимость времени задержки схемы с последова- |
|
|
тельным переносом от разрядности счетчика. |
|
9. |
Какие счетчики называются инкрементными? |
|
Лабораторная работа №5 ИССЛЕДОВАНИЕ СУММАТОРОВ
Цель работы: исследование схем сумматоров в среде Workbench.
Необходимые теоретические сведения по данной теме изложены в лекционном курсе и материале практического занятия №6. Перед выполнением лабораторной работы этот материал следует повторить.
97
В меню редактора программных средств схемотехнического моделирования имеется элемент, позволяющий моделировать работу полного одноразрядного сумматора. Его обозначение несущественно отличается от ранее использованного обозначения (см. рис. 1.29,г): входной перенос C здесь обозначен как C1, выход S как ∑, выходной перенос P как C0.
Сравните работу этого элемента с работой схемы одноразрядного
полного сумматора на базе логических элементов И-ИЛИ-НЕ. Для этого в редакторе схемотехнического моделирования создайте схему, представленную на р с. 1.32, присоедините ее входы и входы этого элемента
лицык генератору слов, в первом столбце которого наберите столбец A табст нности сумматора, во втором столбце – столбец B, а в третьем – столбец C. К выходам схемы и элемента присоедините светодиоды, как
показано на р с. 2.19.
бА Д Рис. 2.19. Исследование работы одноразрядногоИполного сумматора
В пошаговом режиме проверьте работу элемента и схемы и сравните результаты их работы с таблицей истинности одноразрядного полного сумматора.
Получение слагаемых для сумматора
Для моделирования работы четырехразрядных сумматоров необходимо создание четырехразрядных слагаемых. Для этой цели можно использовать четырехразрядный счетчик. В меню редактора программных средств схемотехнического моделирования имеется элемент, позволяющий моделировать работу такого счетчика. Для проверки его работы соберем следующую схему (рис. 2.20):
98
|
Рис. 2.20. Схема записи слагаемого |
число |
|
СТеперь значен е слагаемых можно набирать с помощью ключа |
|
( |
его выключен й удет равно значению слагаемого). |
|
бА |
|
Исследован е четырехразрядного сумматора |
|
Схема четырехразрядного сумматора представлена на рис. 2.21. |
|
Д |
|
Рис. 2.21. Исследование схемы четырехразрядногоИсумматора |
Здесь для формирования слагаемых X и Y использована схема, представленная на рис. 2.20, а из четырех одноразрядных сумматоров собран четырехразрядный сумматор подобно тому, как был собран трехразрядный сумматор на рис. 1.31.
На схеме (рис. 2.21) к выходу P переноса сумматора старшего разряда подсоединен светодиод. При переполнении разрядной сетки четы-
99
рехразрядного сумматора он будет светиться. Двоичный код суммы здесь представлен вектором Z3 Z2 Z1 Z0. С помощью цифрового индикатора этот код отображается в виде шестнадцатеричной цифры.
Имея уже набранную схему записи слагаемого (см. рис. 2.20), удалите в ней светодиоды (с целью уменьшения связей и упрощения схемы) и скопируйте ее в редакторе схемотехнического моделирования
Сэлектронных и электрических схем. Далее остается собрать цепочку из четырех одноразрядных сумматоров и соединить ее выводы с выводами схем форм рован я значений слагаемых, как на рис. 2.21.
Когда схема будет готова, приступите к ее исследованию. С по- Примощью ключа [1] ([2]) можно задавать значения слагаемого X (Y). Эти значен я будут отображаться на индикаторах X и Y, а на индикаторе Z будет высвеч ваться их сумма. Чтобы стереть показания индикаторов, нужно нажать мышью на выключатель работы схемы, который находится в правомбАверхнем углу экрана, а затем вновь произвести включение, нажав на выключатель еще раз.
переполнении разрядной сетки сумматора будет загораться светод од P. Это означает перенос единицы в старший разряд. Например, если слагаемые меют значения X = Y = 9, то при светящемся светодиоде на индикаторе Z удет 2. Единица в старшем разряде и 2 дадут шестнадцатеричное число 1216 = 1810 = 100102, где запись Nq означает число в q-ричной системе счисления (q = 2, 10, 16). Так читается результат суммы при переполнении.
1.Напишите отчет о проведенныхДисследованиях с выводами по исследованию работы каждой схемы. сследуемые схемы должны быть приведены в отчете.
2.Как можно увеличить разрядностьИсумматора, схема которого представлена на рис. 2.21?
3.Как влияет разрядность сумматора на его быстродействие?
4.Чему будет равен результат суммы, если индикатор Z в четырехразрядном сумматоре показывает значение E при выключенном светодиоде P?
5.Если при работе схемы 4-разрядного сумматора (см. рис. 2.21) горит светодиод P, а на индикаторе Z высвечено А, то какому десятичному числу соответствует такой результат?
6.Соедините два одинаковых 4-разрядных сумматора так, чтобы получился 8-разрядный сумматор.
7.Где используются сумматоры?
100