Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Цифровые устройства и микропроцессоры. Учебно-методическое пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

15.08.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

1 / 71 2 3 4 5 6 7 > Следующая >>>

Министерство образования и науки Российской Федерации

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

__________________________________________________________________________

А.М. САЖНЕВ, А.В. НИКУЛИН

ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА И МИКРОПРОЦЕССОРЫ

Учебно-методическое пособие

НОВОСИБИРСК

2017

УДК 004.31-181.4(075.8) С 147

Рецензенты:

канд. техн. наук, доцент Д.О. Соколова, канд. техн. наук, доцент М.А. Степанов

Работа подготовлена на кафедре радиоприемных и радиопередающих устройств

иутверждена Редакционно-издательским советом университета

вкачестве учебно-методического пособия

Сажнев А.М.

С 147 Цифровые устройства и микропроцессоры: учебно-методи- ческое пособие / А.М. Сажнев, А.В. Никулин. – Новосибирск:

Изд-во НГТУ, 2017. – 64 с. ISBN 978-5-7782-3331-7

Учебно-методическое пособие содержит теоретический материал, задания для контрольной работы, а также расчетно-графическое задание по курсу «Цифровые устройства и микропроцессоры». Пособие адресовано студентам, обучающимся по направлению «Радиотехника».

	УДК 004.31-181.4(075.8)
ISBN 978-5-7782-3331-7	© Сажнев А.М., Никулин А.В., 2017
	© Новосибирский государственный
	технический университет, 2017 .

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение..................................................................................................................	4
1. Выбор варианта задания.....................................................................................	4
2. Контрольная работа............................................................................................	5
2.1. Задания на контрольную работу..................................................................	5
2.2. Методические указания и пояснения к работе.........................................	11
2.2.1. Системы счисления............................................................................	11
2.2.2. Перевод чисел из одной системы в другую.....................................	13
2.2.3. Арифметические операции в различных ССч..................................	17
2.2.4. Формы представления чисел.............................................................	18
2.2.5. Машинные коды.................................................................................	23
2.2.6. Операции над числами в машинных кодах......................................	25
2.2.7. Двоично-десятичная система кодирования......................................	30
2.2.8. Переполнение разрядной сетки машины..........................................	32
2.2.9. Двоичные счетчики............................................................................	34
2.2.10. Счетчики с произвольным основанием..........................................	38
2.3. Оформление контрольной работы.............................................................	40
3. Расчетно-графическое задание........................................................................	40
3.1. Варианты задания конечного автомата Мили..........................................	40
3.2. Синтез эквивалентного автомата Мура....................................................	45
3.3. Методические указания и пояснения к работе.........................................	45
3.3.1. Конечные автоматы............................................................................	45
3.3.2. Структурный синтез конечных автоматов.......................................	47
3.3.3. Пример структурного синтеза автомата Мили................................	51
3.3.4. Переход от автомата Мили к автомату Мура ..................................	57
3.4. Оформление РГЗ.........................................................................................	60
Библиографический список.................................................................................	62
Приложение...........................................................................................................	63

ВВЕДЕНИЕ

Учебно-методическое пособие состоит из двух частей: заданий для контрольной работы и расчетно-графического задания (РГЗ).

Контрольная работа по курсу «Цифровые устройства и микропроцессоры» направлена на приобретение практических навыков по синтезу узлов цифровых вычислительных устройств и предполагает знание базовых разделов теоретического курса, включающего в себя: арифметические и логические основы цифровой техники, запись и схемную реализацию функций алгебры логики, комбинационные и последовательностные устройства. Контрольная работа состоит из заданий на следующие темы.

1.Арифметические и логические основы цифровой техники.

2.Синтез счетчика.

Расчетно-графическое задание является заключительным этапом курса и предполагает знание студентами основных положений теории конечных автоматов и структуры микропроцессоров. Выполнение РГЗ способствует приобретению практических навыков по синтезу узлов электронно-вычислительной аппаратуры и изучению всех базовых разделов теоретического курса.

Каждый студент выполняет индивидуальное задание, состоящее из двух частей:

а) синтез конечного автомата Мили; б) синтез эквивалентного конечного автомата Мура.

1. ВЫБОР ВАРИАНТА ЗАДАНИЯ

Номер варианта задания выбирается по четырем последним цифрам индивидуального шифра. Следует перемножить эти пары цифр и принять за номер варианта две последние цифры полученного результата. Например, студент, имеющий шифр 30221218, выполняет вари-

ант 16 (12 · 18 = 216).

Контрольная работа, выполненная не по своему варианту, не за-

считывается.

2.КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

2.1.Задания на контрольную работу

Контрольная работа содержит три задания.

1.Выполнение арифметических преобразований в различных системах счисления.

2.Реализация логической функции четырех переменных.

3.Синтез счетчика.

Задание 1. Выполнить следующие арифметические операции по преобразованию систем счисления (ССч):

а) исходное десятичное число (табл. 1), содержащее целую и дробную части, заданное в форме с фиксированной запятой (точкой), перевести в двоичную, в двоично-десятичную (код 8421) и в шестнадцатеричную ССч;

б) исходное шестнадцатеричное число (табл. 2) представить в дво- ично-десятичной (код 8421) и в десятичной ССч;

в) исходные десятичные числа (табл. 3) перевести в двоично-деся- тичную систему (код 8421), сложить алгебраически, предварительно представив отрицательные числа в дополнительном коде, а результат – в десятичной ССч;

г) исходное число из табл. 1 представить в форме с плавающей запятой (точкой) с точностью до четвертого десятичного знака после запятой.

					Таблица 1
		Варианты заданий
		Последняя цифра варианта
Предпоследняя		Последняя цифра варианта
цифра шифра	0	1	2	3		4

0	371,135	258,341	236,712	148,124		124,261

1	157,913	126,145	234,611	791,314		236,910

2	245,678	346,112	478,245	145,124		235,113

		5

				Окончание табл. 1
		Последняя цифра варианта
Предпоследняя		Последняя цифра варианта
цифра шифра	0	1	2		3		4

3	236,711	139,123	178,124		235,132		136,891

4	214,145	124,561	148,245		367,415		368,123

5	345,810	125,131	378,121		135,810		341,213

6	235,912	345,801	145,614		461,245		246,131

7	346,721	125,314	236,811		456,714		234,232

8	361,123	134,115	279,103		568,297		689,435

9	158,214	237,125	345,281		248,135		123,101

Предпоследняя		Последняя цифра варианта
цифра шифра	5	6	7			8	9

0	156,814	136,112	145,114			135,121	138,315

1	346,213	245,314	345,213			241,413	124,101

2	458,112	247,211	269,131			679,451	691,314

3	136,101	126,141	257,101			345,131	245,913

4	368,219	678,121	157,123			679,141	129,141

5	167,891	129,213	367,112			789,131	246,211

6	234,135	135,121	378,121			246,135	236,712

7	456,811	124,411	459,145			126,812	451,121

8	236,711	141,415	145,610			367,913	589,123

9	467,159	246,191	691,214			357,149	571,532

																	Таблица 2
						Варианты заданий

Пред-								Последняяцифраварианта
последняя
цифра	0		1		2			3		4		5			6	7		8		9
шифра
0	2FH		2EH		2DH		3CH				3AH		3BH		41H		57H		A8H	B7H

1	9CH		9DH		9EH		9FH				A0H	A1H		A2H			A3H		A4H	A5H

2	A6H		A7H		A8H		A9H			AAH		ABH		ACH		ADH			AEH	AFH

3	B0H		B1H		B2H		B3H				B4H		B5H	B6H			B7H		B8H	B9H

4	BAH		BBH		BCH		BDH				BEH	BFH			96H		97H		98H	99H

5	4AH		5BH		6CH			7DH			8EH		9FH		77H		78H		79H	85H

6	E1H		E0H		DFH		DEH			DDH		DCH		DBH		DAH			D9H	D8H

7	EBH		EAH		E9H			E8H			E7H		E6H		E5H		E4H		E3H	E2H

8	F5H		FF4H		F3H			F2H			F1H		F0H		EFH		EEH		EDH	ECH

9	FFH		FEH		FDH			FCH			FBH	FAH			F9H		F8H		F7H	F6H

																	Таблица 3
						Варианты заданий
								Последняя цифра варианта
Предпослед-								Последняя цифра варианта
няя цифра
няя цифра		0		1		2			3		4		5		6		7		8	9
шифра		0		1		2			3		4		5		6		7		8	9

0		–26		–54		56			–60		63–		59		–67		69		–73	–33
0		54		26		–28			89		28		48		28		–24		89	85
		54		26		–28			89		28		48		28		–24		89	85
1		–28		–56		57			–61		64		51		–68		69		–75	85
1		56		28		–79			88		–27		49		27		–25		85	34
		56		28		–79			88		–27		49		27		–25		85	34
2		24		91		81			92		–56		–36		39		56		81	34
2		–14		–74		45			–44		48		37		–49		–37		–41	–72
		–14		–74		45			–44		48		37		–49		–37		–41	–72
3		56		49		58			64		91		45		23		25		71	99
3		–91		36		–28			–32		–34		–26		–28		75		–24	–26
		–91		36		–28			–32		–34		–26		–28		75		–24	–26
4		–36		34		24			84		71		91		98		97		95	92
4		89		–65		–46			–28		–28		–27		–25		–23		–24	–25
		89		–65		–46			–28		–28		–27		–25		–23		–24	–25
										7

							Окончание табл. 3
				Последняя цифра варианта
Предпослед-
няя цифра	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
шифра

5	49	48	47	45	43	41	39	37	38	43
	–75	–28	–23	–22	–21	20	–18	–25	–85	–84

6	45	47	49	51	53	43	–43	–53	–51	–49
	–23	–25	–99	–73	–48	–29	29	48	73	99

7	–33	–35	–37	–39	63	39	37	37	35	39
	48	49	51	53	–39	–53	–51	–50	–47	–23

8	63	65	67	68	73	–73	–68	–67	–65	–69
	–23	–25	–24	–23	–28	28	23	24	25	23

9	–27	–28	–29	–30	–31	33	34	35	37	39
	55	56	57	58	59	–60	–61	–60	–62	–64

Задание 2. Логическая функция четырех переменных x1, x2, x3, x4

имеет истинное значение на тех наборах входных переменных, которые эквивалентны десятичным числам, указанным в табл. 4, т. е. заданы в числовом виде. Требуется:

а) построить таблицу истинности функции четырех указанных переменных и записать для нее СДНФ и СКНФ;

б) минимизировать полученную функцию графическим методом Карно–Вейча и/или аналитически, используя законы алгебры логики; в) на основании полученной минимальной (тупиковой) формы переключательной функции построить логическую схему на микросхе-

мах произвольной серии.

				Таблица 4
		Варианты заданий

Пред-		Последняяцифраварианта
последняя		Последняяцифраварианта
последняя
цифра
цифра	0	1	2	3	4
шифра	0	1	2	3	4
шифра

0	0, 3, 7, 10,	2, 5, 8, 12,	0, 2, 3, 6,	1, 4, 8, 10,	0, 1, 2, 4, 5,
0	11, 13, 15	13, 14, 15	7, 12, 13	11, 12, 14, 15	6, 11, 14
	11, 13, 15	13, 14, 15	7, 12, 13	11, 12, 14, 15	6, 11, 14
1	0, 1, 5, 7,	1, 2, 6, 8,	2, 3, 4, 6,	0, 7, 9, 10,	2, 3, 6, 7,
1	9, 10, 13	10, 14, 15	10, 11, 13	13, 14, 15	9, 10, 11, 12
	9, 10, 13	10, 14, 15	10, 11, 13	13, 14, 15	9, 10, 11, 12
			8

				Окончание табл. 4

Пред-		Последняяцифраварианта
последняя

цифра	0	1	2	3	4
шифра


2	2, 4, 5, 6,	3, 4, 6, 8,	4, 7, 8, 10,	1, 4, 5, 6,	0, 2, 3, 5,
	7, 8, 15	11, 12, 14	12, 14, 15	11, 12, 14,	8, 10, 13

3	2, 3, 6, 7, 10,	1, 3, 6, 9,	0, 1, 7, 8,	2, 3, 5, 10,	0, 1, 3, 6, 8,
	11, 12, 13	11, 12, 13	10, 12, 14	11, 12, 13	9, 12, 13

4	0, 1, 10, 11,	0, 1, 2, 4, 5,	1, 4, 8, 10,	0, 3, 6, 7,	1, 3, 6, 8,
	12, 14, 15	6, 11, 14	11, 12, 14, 15	8, 14, 15	9, 12, 13

5	3, 4, 5, 6,	1, 2, 5, 7, 10,	0, 3, 7, 8, 11,	1, 3, 5, 6, 8,	0, 3, 4, 10,
					12, 13, 14,
	7, 8, 9, 11	13, 15	12, 14, 15	9, 10, 13
					15

6	2, 3, 5, 7,	3, 4, 5, 6,	0, 1, 4, 5,	1, 4, 6, 11,	0, 2, 4, 6,
	9, 10, 11	7, 8, 9, 11	6, 11, 14	12, 14, 15	11, 13, 15

7	0, 2, 4, 6,	0, 1, 2, 5,	2, 3, 6, 7,	0, 4, 5, 6,	2, 3, 4, 5,
	7, 9, 13	7, 9, 13, 14	8, 11, 12	7, 9, 14	12, 13, 14

8	3, 6, 10, 11,	1, 3, 4, 6,	0, 2, 7, 8,	2, 5, 6, 8, 9,	4, 6, 8, 9,
	12, 13, 14, 15	7, 8, 11, 15	9, 10, 15	10, 11, 12	11, 13, 15

9	1, 5, 8, 10,	0, 2, 3, 7,	2, 3, 4, 5,	0, 2, 4, 8,	1, 2, 3, 4,
	11, 12, 14, 15	9, 11, 12, 15	8, 10, 11	10, 13, 15	5, 9, 10, 13

Задание 3. По своему номеру варианта из табл. 5 выписать исходные данные для расчета: число разрядов счетчика, модуль счета, тип триггера и серию микросхем. По последней цифре номера варианта задания из табл. 6 выписать последовательность кодовых комбинаций, начиная с номера строки начала счета. Количество кодовых комбинаций равно модулю счета (М). Эта последовательность является основой для синтеза счетчика.

Если у вас указаны два типа триггера, то два младших разряда выполняются на первом типе триггера, а остальные – на втором.

Если число разрядов счетчика равно 4, а в табл. 5 указаны пятиразрядные двоичные числа, то левый (старший) бит кода отбрасывается.

Если номер варианта превышает число 29, то из номера следует вычесть 30.

Таблица 5

Варианты заданий для синтеза счетчика

Номер	Число	Модуль		Номер	Тип	Серия
варианта	разрядов	Модуль		строки	Тип	Серия
варианта	разрядов	счета (М)		строки	триггера	ИМС
задания	(шт.)	счета (М)		начала счета	триггера	ИМС

0	4	11		0	JK, D	155
1	5	17		0	T	555
2	4	12		1	JK	1533
3	5	18		1	T	531
4	4	13		2	RS	561
5	5	19		1	D	564
6	4	14		3	RS	155
7	5	20		0	T, D	555
8	4	11		4	JK, T	1533
9	5	17		1	D, T	531
10	5	18		2	T, D	561
11	4	12		5	JK, D	564
12	5	19		1	T	155
13	4	13		6	JK	555
14	5	20		0	D	1533
15	4	14		0	T, JK	531
16	5	17		1	D	561
17	4	11		1	RS	564
18	5	18		2	T, D	155
19	4	12		2	JK, T	555
20	4	13		3	RS, T	1533
21	5	19		0	T, D	531
22	4	14		4	D, JK	561
23	5	20		0	T	155
24	4	11		5	T, RS	555
25	5	17		2	D	1533
26	4	12		6	RS	531
27	5	18		1	D	561
28	4	13		0	D, JK	555
29	5	19		1	T	1533
			10

1 / 71 2 3 4 5 6 7 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]