• С1,С2 – тактовые входы;

• V1 – последовательный вход данных;

• V2 – вход разрешения параллельной записи;

• D1…d4 – параллельные информационные входы;

• Q1…Q4 – выходы регистра в двоично-десятичном коде 8-4-2-1.

  В режиме сдвига регистр работает следующим образом. На вход V2 подается нулевой сигнал, разрешается работа тактовому входу С1. Единичный сигнал, поданный на вход V1, отрицательными фронтами последовательности тактовых импульсов сдвигается от входа V1 на входQ1, а затем Q2 и так далее.

В режиме параллельной записи сигнал единичного уровня подается на вход V2, разрешается работа тактовому входу С2. В момент прихода на этот вход отрицательного перепада тактового импульса в регистр записываются данные от параллельных входов D1…D4.

Сумматоры – устройства, осуществляющие основную арифметическую операцию – суммирование чисел в двоичном коде. Простейший случай – суммирование двух одноразрядных чисел: 0+0=0, 1+0=1, 0+1=0, 1+1=10 (в десятичной записи это 2). Появившаяся в старшем разряде суммы единица называется единицей переноса. Сумматор для двух одноразрядных чисел называется полусумматором.

Полный сумматор имеет вход для приема сигнала переноса. Структурная схема полного сумматора двух четырехразрядных чисел представлена на рис. 6.

Рис. 6. Структурная схема полного сумматора двух четырехразрядных чисел

Здесь поразрядно (в параллель) суммируются два четырехразрядных числа А0 А1 А2 А3 и В0 В1 В2 В3: разряд А0 с разрядом В0, А1 с В1и так далее. Суммирование осуществляется по разрядам в элементарных сумматорах. При этом в каждом сумматоре получаются парциональные суммы 0, 1, 2, 3 и сигналы внутреннего переноса С_n+1, которые последовательно поступают на вход переноса более старшего сумматора.

Условное обозначение полного четырехразрядного сумматора представлено на рис.7.

Рис.7. Условное обозначение полного четырехразрядного сумматора

Обозначения входов и выходов следующие:

• А1…А4 – входы одного четырехразрядного слагаемого;

• В1…В4 – входы второго слагаемого;

• Р₀ – вход переноса от предыдущего сумматора;

• S1…S4 – выходы суммы разрядов входных слов;

• Р₄ – выход переноса в следующий сумматор.

Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с инструкцией к лабораторной работе. Изучить приведенные в ней схемы цифровых элементов и узлов систем телемеханики и порядок их функционирования.

2. Выполнить исследование D – триггера для чего:

• включить тумблер “Питание”;

• соединить входы 1, 2, 3 микросхемы D5 с общей точкой “ ” ;

• соединить тактовый вход С триггера D1 с выходом генератора одиночных импульсов;

• подавать на входы триггера D1 комбинации сигналов в соответствии с табл. 1 и исследовать его функционирование при подаче тактовых импульсов нажатием кнопки генератора одиночных импульсов.

Результаты внести в табл. 1.

Таблица 1

Входы		Выход
S	D	Q
1	1
1	0
0	1
0	0

Примечание: загорание светодиода говорит о наличии сигнала единичного уровня на выходе триггера.

3. Выполнить исследование асинхронного (последовательного) счетчика, для чего:

• соединить выход 1 триггера D1 с его входом D;

• соединить тактовый вход С триггера D1 с выходом генератора одиночных импульсов;

• подать на вход микросхемы D1 сигнал единичного уровня , то есть +5 В;

• нажать кнопку “сброс”

• подать на вход С тактовые импульсы от 0 до15 нажатием кнопки генератора одиночных импульсов. При каждом импульсе снимать состояние выходов Q1…Q4 счетчика.

Результаты занести в табл. 2.

Таблица 2

Вход	Выходы
C	Q1	Q2	Q3	Q4
0
1
…
15

– собрать по заданию преподавателя счетчик с переменным коэффициентом деления частоты. При этом руководствоваться схемой на рис.1 и описанием ее работы. Свободные входы микросхемы D5 при этом соединить с клеймами +5 В. Порядок функционирования собранного счетчика отразить в таблице аналогичной табл. 2.

4. Выполнить исследование реверсивного счетчика, для чего:

• соединить входы 1, 2, 3 микросхемы D5 с общей точкой;

• соединить выходы асинхронного счетчика Q1…Q4 с соответствующими входами Д1…Д4 реверсивного счетчика;

• нажать кнопку “сброс”;

• установить на выходах асинхронного счетчика число по заданию преподавателя путем нажатия кнопки генератора одиночных импульсов;

• нажать кнопку ”запись” и убедиться, что поданное число записалось в реверсивный счетчик;

• соединить выходы генератора одиночных импульсов со входом “+,–” реверсивного счетчика;

• установить тумблер в положение “+”;

• подать 5 тактовых импульсов, изменение выходов Q1…Q4 счетчика, отразить в табл. 3;

• переключить тумблер в положение “–”;

• подать еще 5 тактовых импульсов, изменение выходов также занести в табл. 3.

Таблица 3

Режим работы	Заданное число	Состояние выходов
		Q1	Q2	Q3	Q4
Запись
Сложение
1
2
…
5
Вычитание
1
…
5

5. Выполнить исследование сдвигового регистра

• а.) в режиме сдвига информации, для чего:

• соединить вход V2 с клеммой “ ” ;

• подключить вход С1 к выходу генератора одиночных импульсов;

• подать на вход V1 сигнал единичного уровня от клеммы “+5 В”;

• подать первый тактовый импульс, после чего соединить вход V1 с клеммой “ ” ;

• подать тактовые импульсы, нажать на “запись” и проследить изменение выходов, результаты занести в табл. 4.

Таблица 4

Тактовые импульсы	Q1	Q2	Q3	Q4
1
2
…

б.) в режиме параллельной записи, для чего:

• подать сигнал единичного уровня на вход V2;

• соединить тактовый вход С1 с выходом генератора одиночных импульсов;

• подать на входы D1…D4 сдвигового регистра с клемм “+5 В” и “ ” двоичный код 1101;

• подать тактовый импульс и нажать на кнопку “запись”;

• перевести регистр в режим сдвига информации, то есть по п. 5.а.;

• подать тактовые импульсы и проследить изменение выходов, результаты занести в табл. 5.

Таблица 5

D4	D3	D2	D1	C1, C2	Q1	Q2	Q3	Q4
1	1	0	1	C2=1
1	1	0	1	C1=1
1	1	0	1	C1=1

6. Выполнить исследование работы полного сумматора, для чего:

• подать с выхода сдвигового регистра на входы А1…А4 коды в соответствии с табл. 6;

• подать с выхода асинхронного счетчика на входы В1…В4 коды в соответствии с табл. 6.

Таблица 6

Входы А4…А1	Входы В4…В1	S1	S2	S3	S4	P4