Завдання лабораторної роботи 8.
Спроектувати пристрій перевірки заданих умов (Додаток А) на прикладі порівняння знакових двійкових чисел, представлених восьмирозрядними значеннями в модифікованому доповняльному коді.
На базі стандартних елементів мікросхем ТТЛ і ТТЛШ або КМОП логіки розробити схему електричну функціональну і схему електричну принципову пристрою порівняння операндів.
Порядок виконання завдання.
Ознайомитись з теоретичними відомостями та завданням.
За даними таблиці завдань (Додаток А) визначити умову, що має перевірятися.
З урахуванням особливостей завдання стосовно контрольованої умови заповнити таблицю істинності для побудови схеми корекції результатів роботи компаратора (аналог таблиці 8.1 або таблиці 8.2).
Провести мінімізацію функції вихідного сигналу для схеми корекції результатів роботи компаратора.
Розробити схему електричну функціональну пристрою для перевірки заданої умови.
На базі стандартних елементів мікросхем ТТЛ і ТТЛШ або КМОП логіки розробити схему електричну принципову пристрою для перевірки заданої умови.
Скласти перелік елементів, необхідних для реалізації розробленої схеми.
Отримати у викладача допуск до реалізації розробленої схеми на навчальному монтажному стенді.
Зібрати та налагодити спроектований пристрій згідно розробленої схеми.
Впевнитися в правильності функціонування спроектованого пристрою.
Рекомендації до виконання завдань
З урахуванням передбаченої завданням розмірності вхідних операндів (8 розрядів із знаковими включно) та розрядності мікросхем компараторів двійкових кодів, що випускаються серійно, найдоцільнішим є вибір способу порівняння з поданням на компаратор всіх розрядів числа (знакових та значущих).
При такому підході пристрої, що можуть розроблятися відповідно до завдань лабораторної роботи, найбільш узагальнено можна представити схемою з двох підсистем (рис 8.1):
Підсистема підготовки даних для порівняння;
Підсистема порівняння чисел.
Підсистема
підготовки даних
для
порівняння
Підсистема
порівняння чисел
Цифровий компаратор
двійкових кодів
Схема корекції
результатів роботи компаратора
А’
А
А→А’
В’ yрезультат
В
В→В’
Знак А
Знак
В
Рисунок 8.1 – Узагальнена схема електрична функціональна пристрою порівняння знакових чисел
Проектування зазначених підсистем при розробці схеми електричної функціональної пристрою доцільно виконувати по черзі.
Спочатку розробляється схема підсистеми порівняння чисел.
При проектуванні підсистеми порівняння чисел слід одразу спиратись на роботу компаратора з перетвореними даними (на схемі А' і В’) і не аналізувати порядок їх отримання, але обов’язково враховувати особливості отримуваних при перетворенні результатів А' і В’. Це впливає на характер заповнення таблиці істинності для отримання робочої функції схеми корекції результатів роботи компаратора і, відповідно, на отримувану мінімальну форму цієї функції.
Наприклад, якщо А'=|А|, аналізувати при заповненні таблиці істинності роботу підсистеми порівняння чисел для випадків А'<0 недоцільно (в такому випадку відповідні рядки, де зн.А=1, до таблиці істинності не включаються).
Ще однією особливістю поставленого завдання є те, що в кожному варіанті передбачено перевірку на істинність або неістинність тільки однієї умови, тому достатньо виконувати мінімізацію лише однієї функції, що відповідає заданій умові. Проектувати і реалізовувати схему перевірки виконання протилежної умови при цьому немає потреби - про виконання контрольованої умови буде свідчити рівень сигналу на виході спроектованої схеми: формування на виході активного рівня вихідного сигналу (лог .1) буде відповідати виконанню контрольованої умови, неактивного (лог .0) – її невиконанню. Саме з цієї причини на узагальненій схемі відображено в підсистемі порівняння чисел лише 1 вихід (аналогічні відмінності слід враховувати при заповненні таблиці істинності схеми корекції результатів роботи компаратора).
Після розробки схеми електричної функціональної підсистеми порівняння чисел її, за потреби, доповнюють схемами підсистеми підготовки даних для порівняння. Розробку схем блоків цієї підсистеми рекомендується виконувати на основі стандартних рішень, що розглядаються в лекційному курсі дисципліни.
Примітка 8.3. В деяких варіантах завдань підсистема підготовки даних для порівняння може бути загалом відсутня. Потребу в наявності підсистеми підготовки даних для порівняння та різновиди використовуваних в ній блоків перетворення визначають за характером представлення значень чисел, що порівнюються в контрольованій умові відповідно до вимог отриманого варіанту завдання.