Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР)
Кафедра комплексной информационной безопасности электронновычислительных систем (КИБЭВС)
ПРИМЕНЕНИЕ РЕГИСТРОВ И СЧЁТЧИКОВ
Отчет по лабораторной работе №7
по дисциплине «Электроника и схемотехника 2»
Вариант №9
Студент гр. ____
______________
__.__.2022
Преподаватель
каф. КИБЭВС
______________
__.__.2022
Томск 2022
Введение
Цель данной работы: научиться совместно применять регистры и счётчики. Постановка задачи:
1. Составить таблицы истинности для всех 4-х функций согласно варианту №9: обозначить в таблице порядок разрядов (старший и младший). Порядок разрядов во всех таблицах должен совпадать.
Функции для данного варианта:
7)= ( ) ∩
8)= ∩
9)= ∩
10)= ∩
2.Для выполнения 4-х параллельных операций над полубайтом организовать приём данных последовательным кодом старшими разрядам вперёд, с синхронным сбросом и синхронизацией данных по нарастающему фронту. Организовать выдачу данных параллельным кодом с синхронизацией по заднему фронту и активным уровнем сигнала «read» в 1.
3.Создать схемы, которые с помощью регистров обеспечат «чистый» выходной сигнал для асинхронного вычитающего счетчика с модулем счета 23,
атакже синхронного суммирующего счетчика с модулем счета 29, согласно варианту по ЛР5.
4.Промоделировать работу схем в двух режимах. Провести анализ результатов моделирования разных режимов.
5.Сверить результаты моделирования с составленными таблицами истинности.
6.Повторить п. 2-5, только для описания устройств вместо схем на холстах .bdf, используя VHDL согласно варианту.
7.Написать выводы о проделанной работе.
2
1.ВЫЧИСЛИТЕЛЬ ФУНКЦИЙ
1.1ТАБЛИЦА ИСТИННОСТИ
Ниже представлена таблица истинности для всех 4-х функций, согласно
данному варианту (таблица 1.1).
Функции для данного варианта:
7)= ( ) ∩
8)= ∩
9)= ∩
10)= ∩
Таблица 1.1 – таблица истинности функций
|
|
Входы |
|
|
|
Выходы |
|
||
|
|
|
|
|
F |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
x |
y |
|
z |
w |
10 |
9 |
|
8 |
7 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
3
1.2 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА
Ниже представлена функциональная схема для вычислителя функций с приёмом данных с последовательным кодом старшими разрядам вперёд,
синхронным сбросом и синхронизацией данных по нарастающему фронту и выдачей данных параллельным кодом с синхронизацией по заднему фронту и активным уровнем сигнала «read» в 1 (рисунок 1.2.1).
Рисунок 1.2.1 – Функциональная схема вычислителя функций
4
1.3 МОДЕЛИРОВАНИЕ
На рисунке 1.3.1 представлен результат моделирования в режиме Timing.
На рисунке 1.3.2 представлен результат моделирования в режиме Functional.
Рисунок 1.3.1 – Результат моделирования в режиме Timing
Рисунок 1.3.2 – Результат моделирования в режиме Functional
Результаты совпадают с таблицей функционирования, что говорит о том,
что все выполнено верно.
5
1.4 КОД НА HDL
На рисунке 1.4.1 представлен рисунок с кодом на VHDL для вычислителя
функций.
Рисунок 1.4.1 – Код схемы на VHDL
6
1.5 СХЕМА ИЗ RTL VIEWER ДЛЯ КОДА HDL
На рисунке 1.5.1 представлена схема из RTL Viewer для кода VHDL.
Рисунок 1.5.1– Схема из RTL Viewer
7
1.6 МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВА, ОПИСАННОГО КОДОМ HDL
На рисунке 1.6.1 представлен результат моделирования в режиме Timing.
На рисунке 1.6.2 представлен результат моделирования в режиме Functional.
Рисунок 1.6.1 – Результат моделирования в режиме Timing
Рисунок 1.6.2 – Результат моделирования в режиме Functional
Результаты совпадают с таблицей функционирования, что говорит о том,
что все выполнено верно.
8
2.АССИНХРОННЫЙ СЧЕТЧИК С ВЫХОДНЫМ БУФЕРОМ
2.1ТАБЛИЦА ИСТИННОСТИ
Ниже представлена таблица функционирования асинхронного вычитающего счетчика с модулем счета 23 и с «чистым» выходным сигналом, сделанным с помощью регистра (таблица 2.1).
Таблица 2.1 – Таблица истинности асинхронного счётчика
|
|
|
Выходы |
|
|
Число в |
№Сигнала |
Q4 |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
10ой |
|
системе |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
22 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
21 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
19 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
18 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
17 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
15 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
13 |
|
|
|
|
|
|
|
11 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
11 |
|
|
|
|
|
|
|
13 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
14 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
15 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
16 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
17 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
18 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
19 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
21 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
23 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
9
2.2 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА
На рисунке 2.2.1 представлена функциональной схемы асинхронного счетчика с выходным буфером.
Рисунок 2.2.1 – Функциональная схема счетчика
10