Правила віднімання двійкових чисел
Як і при аналізі операції додавання, поміркуємо над суттю процесів, що відбуваються при виконанні операції вирахування. Якщо зменшуване більше від'ємника, то проблем немає, - різниця позитивна, результат вірний. Якщо зменшуване менше від'ємника, виникає проблема: результат менше 0, а це вже число зі знаком. У цьому випадку результат необхідно загорнути. При звичайнім вирахуванні (у стовпчик) роблять позика 1 зі старшого розряду. Мікропроцесор надходить аналогічно, тобто займає 1 з розряду, що випливає за старшим, у розрядній сітці операнда.
Після команди віднімання чисел без знака потрібно аналізувати стан прапора РЄ Якщо він установлений в 1, то це говорить про те, що відбулася позика зі старшого розряду й результат вийшов у додатковому коді.
Аналогічно командам додавання група команд віднімання складається з мінімально можливого набору. Ці команди виконують віднімання по алгоритмах, а облік особливих ситуацій повинен проводитися самим програмістом. До команд віднімання відносяться наступні:
dec операнд - операція декремента, тобто зменшення значення операнда на 1;
sub операнд_1, операнд_2 - команда віднімання; її принцип дії: операнд_1 = операнд_1 - операнд_2;
sbb операнд_1, операнд_2 - команда віднімання з урахуванням займа (прапора ci): операнд_1 = операнд_1 - операнд_2 - значення
Виконаємо операцію віднімання чисел, які задані у даній курсовій роботі, тобто числа «А» і «В».
Друге число переводимо у обернений та додатковий коди:
-3(10) = 1.0011(2) |
1.0011(ПК) |
1.1100(ОК) |
1.1101(ДК) |
Числа «А» і «В» |
Операція віднімання |
Результат «С» |
7(10) , -3(10) |
7(10) + -3(10) |
4(2) |
0.0111(2), 1.1101(2) |
0.0111(2) + 1.1101(2) |
0.0100(2) |
Практичним способом ми довели вірність розрахунків. Після цього переходимо до наступного розділу.
Функціональна схема алп
Рисунок 1.3 Функціональна схема АЛП
Рисунок 1.4 Графи мікропрограм віднімання і додавання
2 Експериментальна частина
2.1 Розробка електричної-принципової схеми МБК
Проектування модуля блоку керування (МБК) на основі автомату Мілі з памятю на D-триггері виконується в наступній послідовності:
Розмічається закодований граф мікропрограми віднімання і додавання (рисунок 1.4). Визначається максимальна кількість станів автомату Мілі, що дорівнює L = 6. Для реалізації такого числа станів необхідно використовувати n = ]log26 [ = 3 триггера.
На основі розміченого графу мікропрограми будується граф автомату Мілі (рисунок 2.1), який інтерпретує мікропрограму віднімання і додавання.
Рисунок 2.1. Граф автомата Мілі для мікропрограми віднімання і додавання
Стан автомату Мілі кодується значеннями виходів D-триггерів
,
, … ,
На основі графа автомата Мілі записується його структурная таблиця переходів .
Таблиця 1.1 – Структурна таблиця переходів автомату Мілі
На основі даних табл. 1.1 записуються системи логічних рівнянь для функцій збудження входів JK-триггерів і виходів:
Для вихідних сигналів:
Для функцій збудження входів D-триггерів
Ознаки переповнення визначаються по формулі:
Будується принципова схема модуля керування МБК .
Відповідність між входами керування мікросхем МБК і сигналами мікрооперацій наведено у таблиці 2.2.
Таблиця 2.2 - Відповідність між входами керування мікросхем МБК і сигналами мікрооперацій
Виходи |
LA |
LB |
LC |
Tлп |
LD |
EZ |
D4=Тли |
Тп |
Сигнали мікрооперацій |
|
|
|
|
|
|
Тли= |
|
Для побудови принципової схеми модуля МБК використані наступні мікросхеми:
DD1, DD2 – дві мікросхеми типу ТВ7, кожна з яких містить по два JK-триггера (память автомата Мура);
DD3 — дешифратор типа ИД7. Використовується для виділення станів автомату;
DD4 —мікросхема типу ЛН2, який містить шість інверторів;
Перелік мікросхем, які використані для побудови АЛП, який реалізує операцію додавання і віднімання, наведений в таблиці 2.3.
Таблиця 2.3
Позиції
|
Наіменування именование микросхемы |
Кількість |
DDl,DD2 |
КР155ТВ7 |
2 |
DD3 |
КР155ИД7 |
1 |
DD4 |
КР155ЛН2 |
1 |