ASVT_6term_LR5_(вычитание)

Цель работы: сформировать практические навыки конструирования функциональных узлов цифровых устройств.

Задание: используя принцип работы различных структурных элементов, таких как регистры и сумматоры, синтезировать схему, реализующую операции вычитания бинарных чисел. С использованием программных средств смоделировать работу данной схемы.

Теоретические сведения

На рисунке 1 изображена микросхема 7485:

Рисунок 1 – Микросхема 7485

Микросхема 7485 сравнивает два 4-разрядных слова и определяет, равны они или нет. Оба сравниваемых слова А и В поступают на соответствующие входы микросхемы 7485. Младшие разряды подаются на входы А1 и В1, а старшие — на входы А4 и В4. Если необходимо сравнить только 4-разрядные слова, то на вход переноса микросхемы 7485 А=В подается напряжение высокого, а на входы переноса А>В и АВ формируется напряжение высокого уровня. Если слово А меньше слова В, на выходе А<В устанавливается напряжение высокого уровня. На остальных выходах формируется напряжение низкого уровня. Когда микросхема 7485 сравнивает 8-разрядные слова, то выходы первой ступени 4-разрядного компаратора (младшие разряды) соединяются с входами переноса второй ступени. В этом случае результат сравнения получают на выходах 4-разрядного компаратора старших разрядов.

Выполнение работы

На вход сумматора (двух 4-х разрядных сумматоров, объединенных в один) подается прямой код уменьшаемого и дополнительный код вычитаемого. Производится проверка знака разности. Если результат вычитания отрицательный необходимо произвести восстановление результата в прямой код. Результат записывается в параллельный регистр.

Синтезируем с помощью среды моделирования схему, реализующую операцию вычитания двух положительных двоичных четырехразрядных чисел, из компаратора, многоразрядный сумматор и простейшие логические элементы (Рисунок 2):

Рисунок 2 – Схема в программе Proteus

Вычтем из числа 8 число 5. Содержимое генераторов на рисунках 3 и 4:

Рисунок 3 – Содержимое Pattern Generator

Рисунок 4 – Содержимое Pattern Generator Результат работы на Logicprobe представлен на рисунке 5:

Рисунок 5 – Результат вычитания

Вычитания из 5 числа 8 на рисунке 6:

Рисунок 6 – Результат вычитания

Выводы: в ходе выполнения работы сформированы практические навыки использования логических элементов при конструировании цифровых устройств в программе Proteus; на базе логических элементов реализована схема, производящая вычитание двух чисел.