ПЗ5
.pdfМІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
Кафедра СТ
Звіт про виконання практичної роботи №5
«ДОСЛІДЖЕННЯ ДВІЙКОВИХ ЛІЧИЛЬНИКІВ»
з дисципліни «Комп’ютерна схемотехніка та архітектура комп’ютерів»
Виконала: |
Прийняв: |
ст. гр. КНТ-23-3 |
к.т.н Тітов С.В. |
Чан Бич Фионг |
|
Харків 2024
5 ДОСЛІДЖЕННЯ ДВІЙКОВИХ ЛІЧИЛЬНИКІВ
5.1 Мета роботи
Вивчення універсального двійкового лічильника й набуття навичок у побудові й експериментальному дослідженні лічильників; вивчення елементів послідовної логіки різного призначення й набуття навичок у побудові й експериментальному дослідженні лічильників.
5.2 Хід роботи
В ході підготовки до виконання практичного завдання було повторено лекційний матеріал на тему «Двійкові лічильники», «Регістри зсуву» та ін.
5.2.1 Дослідження підсумовуючого лічильника
Сконфігуровати в Electronic Workbench схему прямого лічильника на синхронних JK–тригерах.
Подаючи за допомогою кнопки Step на вхід лічильника імпульси від генератора слів і спостерігаючи за виходами Q, побудувати діаграми переходів і заповнити таблицю.
Сконфігуровати в Electronic Workbench схему прямого лічильника на синхронному D–тригері.
Подаючи за допомогою кнопки Step на вхід лічильника імпульси від генератора слів і спостерігаючи за виходами Q, побудувати діаграми переходів і зрівняти ці діаграми з діаграмами підсумовуючого лічильника, побудованого на JK–тригерах.
Рисунок 5.1 – Прямий лічильник на синхронних JK-тригерах
Таблиця 5.1 – Таблиця станів прямого лічильника на синхронних JK-тригерах
№ вхідного імпульсу |
QD |
QC |
QB |
QA |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Створений лічильник на основі чотирьох JK-тригерів працює правильно, оскільки на виході неозброєним оком видно, що рахунок іде від 0 до 15, а кожен тригер відповідає розряду чисел у двійковій системі числення. На схемі показано як перший тригер відповідає за наймолодший розряд числа, а останній тригер – за найстарший.
Рисунок 5.2 – Прямий лічильник на D-тригерах
Таблиця 5.2 – Таблиця станів прямого лічильника на D-тригерах
№ вхідного імпульсу |
QD |
QC |
QB |
QA |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Аналогічно попередньому лічильнику, цей справно відраховує від 0 до 15, а отже функціональна схема складена правильно.
5.2.2 Дослідження лічильника, що відраховує
Сконфігуровати в Electronic Workbench схему лічильника, що відраховує, на синхронному D–тригері.
Подаючи за допомогою кнопки Step на вхід лічильника імпульси від генератора слів і спостерігаючи за виходами Q, побудувати діаграми переходів і заповнити таблицю.
Рисунок 5.3 – Лічильник, що відраховує, на синхронному D-тригері
Таблиця 2. - Таблиця станів лічильника, що відраховує
№ вхідного імпульсу |
QD |
QC |
QB |
QA |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
2 |
1 |
1 |
0 |
1 |
3 |
1 |
1 |
0 |
0 |
4 |
1 |
0 |
1 |
1 |
5 |
1 |
0 |
1 |
0 |
6 |
1 |
0 |
0 |
1 |
7 |
1 |
0 |
0 |
0 |
8 |
0 |
1 |
1 |
1 |
9 |
0 |
1 |
1 |
0 |
10 |
0 |
1 |
0 |
1 |
11 |
0 |
1 |
0 |
0 |
12 |
0 |
0 |
1 |
1 |
13 |
0 |
0 |
1 |
0 |
14 |
0 |
0 |
0 |
1 |
15 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Як видно з таблиці та рисунку, на відміну від попередніх двох, даний лічильник рахує в зворотньому напрямку – від 15 до 0.
5.2.3 Дослідження лічильника з довільним модулем рахунку
Відповідно до варіанта, отриманого у викладача, розробити схему лічильника із заданим модулем рахунку.
20 |
М=12 |
|
|
Для числа 12 у двійковій системі числення значення дорівнює 1100. Як зазначено в п. 5.2.1, перший тригер у лічильнику відповідає за наймолодший розряд, тоді як останній – за найстарший. Враховуючи це, щоб лічильник рахував від 0 до 11, а на значенні 12 автоматично скидав своє значення, необхідно, щоб входи елемента «І» були з’єднані з виходами 3-го та 4-го тригерів. Це відповідає бітам, які мають значення 1 у двійковому представленні числа 12
Рисунок 5.4 – Лічильник з модулем рахунку 12
Таблиця 2. - Таблиця станів лічильника з модулем рахунку 12
№ вхідного імпульсу |
QD |
QC |
QB |
QA |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Було отримано лічильник, який рахує від 0 до 11, а при значенні 12 скидає свій стан. Після того, як лічильник досягає числа 12, результати трьох останніх тригерів через елемент «І» отримають 1, що змушує лічильник скинути рахунок.
5.3 Висновки
Під час виконання практичної роботи було експериментально досліджено роботу двійкових лічильників, що розроблені на основі різних тригерів, вивчено їх властивості, принципи побудови та функціонування. Складено схеми підсумовуючого лічильника на основі JK та D-тригерів, лічильника, що рахує в зворотному порядку та лічильника з довільним модулем рахунку. В ході виконання роботи було закріплено знання та практичні навички роботи з тригерами різних видів. Для кожного представленого лічильника наведено функціональні схеми та таблиці станів.