Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ЭИС-2 / ЛР-4 / ЭИС2 №4

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
15.06.2026
Размер:
1.85 Mб
Скачать

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР) Кафедра безопасности информационных систем (БИС)

РАЗРАБОТКА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО БЛОКА

Отчёт по лабораторной работе №4 По дисциплине «Электроника и схемотехника»

Вариант №21

Студент гр.

_____

Руководитель Доцент кафедры

КИБЭВС, к.т.н., доцент

_______Мальчуков А.Н.

___.___.2026

Томск 2026

Введение

Цель работы: научиться совместно применять устройства средней степени интеграции.

Постановка задачи:

Разработать обобщённую функциональную схему вычислительного блока и описать её.

Составить таблицы истинности для задач варианта №21.

Собрать схему, реализующую задачу проверки Commodore GCRкода (код операции 01), выполняющую логическую операцию A B̅T(код 10)

иарифметическую A + B̅ + 1 (код 11).

Входные данные и код операции принимаются параллельным кодом по нарастающему фронту сигнала C_ext.

Выход осуществляется последовательным кодом младшими разрядами вперёд (LSB̅) по убывающему фронту сигнала C_out при активном уровне сигнала «read» = 1.

Сброс устройства — синхронный по сигналу RST.

Провести моделирование и описать устройство на языке VHDL (нечётный вариант).

Написать выводы о проделанной работе.

2

1 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА

На рисунке 1.1 представлена структурная схема устройства.

Рисунок 1.1 — Структурная схема

Устройство структурно разделено на три основные секции: входную часть, операционный блок и выходную часть.

Входная часть включает в себя два подраздела: модуль одновременной записи кода операции и данных и счётчик операций.

Операционный блок состоит из четырёх компонентов: устройства для проверки Commodore GCR-кода, блока выполнения побитовой операции A B̅T (NOR), а также операции A+B̅+1. Кроме того, операционный блок отвечает за выбор результата.

Выходная часть устройства состоит из двух узлов: преобразователя параллельного кода в последовательный и устройства формирования выходного сигнала.

3

2 ФОРМАТИРОВАНИЕ ТАБЛИЦ ИСТИННОСТИ

Таблица истинности для задачи проверка Commodore GCR-кода представлена в таблице 2.1 Таблица 2.1 — Таблица истинности для задачи

 

 

Входы

 

 

 

 

Выходы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x4

x3

x2

x1

x0

ST2

ST1

SP2

SP1

FB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

0

0

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

1

1

1

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

0

1

0

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

0

0

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

1

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

0

0

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

1

0

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

1

1

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

1

0

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

0

0

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица истинности для логической операции A B̅Tпредставлена в таблице 2.2.

Таблицы 2.2 — Таблицы истинности для логической операции

 

 

 

Входы

 

 

 

Выходы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

A1

A0

 

B̅2

B̅1

B̅0

OP1[2]

OP1[1]

OP1[0]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Продолжение таблицы 2.2

 

 

 

Входы

 

 

 

Выходы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

A1

A0

 

B̅2

B̅1

B̅0

OP1[2]

OP1[1]

OP1[0]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

1

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

1

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

0

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

0

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

1

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

1

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

0

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

0

0

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

0

1

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

0

1

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1

0

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1

0

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1

1

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1

1

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

0

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

0

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

0

1

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

0

1

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

1

0

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

1

0

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Продолжение таблицы 2.2

 

 

 

Входы

 

 

 

Выходы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

A1

A0

 

B̅2

B̅1

B̅0

OP1[2]

OP1[1]

OP1[0]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

1

1

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

1

1

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

0

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

0

0

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

0

1

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

0

1

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

1

0

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

1

0

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

1

1

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

1

1

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

0

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

0

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

0

1

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

0

1

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

1

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

1

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

1

1

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

1

1

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

0

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

1

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

Окончание таблицы 2.2

 

 

 

Входы

 

 

 

Выходы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

A1

A0

 

B̅2

B̅1

B̅0

OP1[2]

OP1[1]

OP1[0]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

1

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

1

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

1

0

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

1

1

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

1

1

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

0

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

0

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

0

1

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

0

1

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

1

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

1

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

0

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

0

0

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

0

1

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

0

1

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

1

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

1

0

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

1

1

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

1

1

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

Таблица истинности для арифметической задачи A+B̅+1 представлена в таблице 2.3.

Таблицы 2.3 — Таблица истинности для арифметической задачи

 

 

 

Входы

 

 

 

Выходы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

A1

A0

 

B̅2

B̅1

B̅0

OP2[2]

OP2[1]

OP2[0]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

0

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

1

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

1

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

0

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

1

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

1

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

0

0

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

0

0

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

0

1

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

0

1

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1

0

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1

0

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1

1

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1

1

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

0

0

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

0

0

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

0

1

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

0

1

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Продолжение таблицы 2.3

 

 

 

Входы

 

 

 

Выходы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

A1

A0

 

B̅2

B̅1

B̅0

OP2[2]

OP2[1]

OP2[0]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

1

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

1

0

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

1

1

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

1

1

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

0

0

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

0

0

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

0

1

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

0

1

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

1

0

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

1

0

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

1

1

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

1

1

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

0

0

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

0

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

0

1

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

0

1

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

1

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

1

0

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

1

1

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

1

1

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

0

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

Окончание таблицы 2.2

 

 

Входы

 

 

 

 

Выходы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

0

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

1

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

1

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

1

0

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

1

0

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

1

1

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

1

1

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

0

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

0

0

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

0

1

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

0

1

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

0

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

0

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

1

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

1

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

0

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

0

0

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

0

1

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

0

1

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

1

0

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

1

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

1

1

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

1

1

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

Соседние файлы в папке ЛР-4