Зміст

Вступ 5

1 Основні теоретичні відомості про лічильникові схеми 5

1.1 Визначення й класифікація схем лічильників 5

1.2 Способи організації перенесень між розрядами лічильника. Синхронні й асинхронні лічильники 7

1.3 Схеми асинхронних двійкових підсумовуючих і лічильників, що віднімають, на синхронних і асинхронних тригерах 9

1.4 Двійково-десяткові коди (ДДК) і двійково-десяткові лічильники (ДДЛЧ) 13

1.5 Організація перенесень між десятковими розрядами в ДДЛч 15

2 Синтез підсумовуючого синхронного десяткового лічильника з довільним порядком лічення (що працює в коді 5211) 16

2.1 Побудова кодованої таблиці переходів синхронного лічильника 16

2.2 Побудова кодованої таблиці функцій збудження тригерів заданого типу 17

2.3 Одержання функцій збудження тригерів лічильника в досконалій формі 18

2.4 Спільна мінімізація функцій збудження підсумовуючого лічильника 18

2.5 Побудова схеми синхронного підсумовуючого лічильника 19

3 Синтез підсумовуючого асинхронного двійково-десяткового лічильника з довільним порядком лічення (що працює в коді 5211) 20

3.1 Суть метода проектування АЛч 20

3.2 Побудова часової діаграми (ЧД) роботи лічильника 21

3.3 Визначення по ЧД функцій синхронізації тригерів 21

3.4 Спрощення функцій керування асинхронного лічильника по функціях збудження синхронного лічильника 22

3.5 Побудова схеми асинхронного лічильника 23

4 Синтез реверсивного синхронного десяткового лічильника, що працює в коді 5211 23

4.1 Побудова кодованої таблиці переходів реверсивного лічильника 23

4.2 Побудова кодованої таблиці функцій збудження тригерів для РСЛЧ 24

4.3 Одержання функцій збудження тригерів лічильника в досконалій формі 25

4.4 Спільна мінімізація функцій збудження реверсивного лічильника 26

4.5 Побудова часової діаграми роботи РСЛЧ 27

4.6 Побудова схеми реверсивного лічильника 28

Висновки 29

Перелік посилань 30

Список скорочень 31

Додатки

Додаток А – Схема принципова синхронного лічильника, що працює в коді 5211 32

Додаток Б – Схема принципова асинхронного лічильника, що працює в коді 5211 33

Додаток В – Схема принципова реверсивного лічильника, що працює в коді 5211 34

Вступ

При вивченні типових пристроїв цифрової техніки важливе місце займають питання експериментального дослідження їх структури, архітектури, а також питання автоматизованого логічного і схематичного проектування визначених пристроїв на рівні регістрів.

Освоєння принципів роботи типових пристроїв цифрової техніки базується, в основному, на синтезі цих пристроїв за допомогою формальних методів логічного проектування комбінаційних схем і цифрових автоматів. Методи аналізу роботи цифрових пристроїв грають в структурі розглянутого прикладу допоміжну роль.

Метою даного курсового проекту є робота, яка ознайомлює студента зі способами організації базової логіки комп’ютера, зі способами занесення, зберігання, переведення і видачі машинного коду, зокрема:

– вивчити різноманітні схеми та засоби організації перенесень у синхронних та асинхронних лічильниках;

– оволодіти методами синтезу синхронних, асинхронних та реверсивних синхронних лічильників;

– набути навичок в складанні, налагоджені та експериментальному дослідженні різноманітних схем лічильників.

1. Основні теоретичні відомості про лічильникові схеми

1.1 Визначення і класифікація схем лічильників

Лічильником (ЛЧ) називають цифровий автомат для зберігання довільного n-розрядного числа, що дозволяє збільшити (зменшити) це число на одиницю чи задану константу та часто має ланцюги установки нуля. Лічильники можуть виконувати також функції прийому і видачі чисел.

Вхідний сигнал обумовлює перехід лічильника з одного стійкого стану в іншій. Номери станів відраховуються від деякого початкового (нульового) стану. Звичайно передбачається можливість переходу лічильника з довільного стану в початковий під дією спеціального керуючого сигналу установки до нуля (У0). Крім того, лічильник може встановлюватися в початковий стан після завершення одного циклу роботи – підрахунку числа вхідних сигналів, яке дорівнює модулю лічильника.

Максимальне число стійких внутрішніх станів лічильника називають його модулем N. Модуль – це максимальне число одиничних вхідних (лічильних сигналів), які може рахувати лічильник. Число тригерів (елементарних автоматів), необхідних для побудови лічильника, дорівнює числу його розрядів та визначається з формули n = ] log2N [. Дужки ][ означають округлення в бік більшого цілого числа (округлення нагору).

За функціональними ознаками лічильники класифікуються наступним чином.

За видом порозрядного перенесення розрізняють лічильники:

– з послідовним перенесенням (асинхронні лічильники);

– з паралельним або одночасним перенесенням (синхронні лічильники);

– з паралельно-послідовним (комбінованим) перенесенням.

За модулем лічення ЛЧ поділяють:

– на двійкові лічильники або лічильники за модулем N, де N = 2n (n = .=.1, 2, 3, ...), тобто модуль двійкового лічильника дорівнює цілому ступеню числа 2;

– на недвійкові лічильники або лічильники за модулем М (лічильники з довільним модулем), де 2n-1 < M < 2n .

За порядком зміни станів ЛЧ діляться на:

– лічильники з природничим порядком лічення;

– лічильники з довільним порядком лічення.

За напрямом лічення розрізняють:

– прості лічильники (тільки підсумовуючі або тільки віднімальні);

– реверсивні лічильники.

Прості лічильники можуть лічити тільки в одному напрямку, тобто або тільки додавати вхідні сигнали до коду, що сформувався у лічильнику, або тільки віднімати вхідні сигнали з цього коду. Реверсивні лічильники залежно від керуючих сигналів можуть, таким чином, лічити як в прямому, так і в зворотному напрямах.

Основні характеристики лічильників, які визначають їх швидкодію – розділювальна здатність та час встановлення (реєстрації) коду лічильника. Під розділювальною здатністю розуміють мінімально допустимий період Т прямування вхідних сигналів, за яким лічильник працює без збоїв. Час встановлення коду являє собою інтервал часу між моментом надходження вхідного сигналу та моментом закінчення самого довгого перехідного процесу в схемі при переході до нового стійкого стану.

Важливим окремим випадком лічильників з довільним модулем є двійково-десяткові (чи просто десяткові) лічильники з модулем лічення 23 < M < 24. Для представлення однієї десяткової цифри двійково-десятковий лічильник повинен утримувати не менш як чотири тригери. Але оскільки чотирирозрядним лічильником можна представити 16 різноманітних станів, то синтез таких лічильників полягає у виключенні шести надмірних станів та забезпеченню обраного порядку перерахунку 10 станів, що залишились.