Министерство образования Российской Федерации

Уфимский государственный авиационный технический университет

Факультет ИРТ: Информатика и робототехника

Кафедра ПСИ: Проектирование систем информатики

Учебный курс:

СХЕМОТЕХНИКА

Комплект лабораторных работ:

ЦИФРОВАЯ СХЕМОТЕХНИКА

(комбинационные и последовательностные логические схемы)

Лабораторная работа ЛР03:

ТИПОВЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КОМБИНАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА

Часть 2

АРИФМЕТИЧЕСКИЕ И АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

ОТЧЕТ

по лабораторной работе

Направление подготовки:

654600: ИВТ: Информатика и вычислительная техника

Специальность:

220300: Системы автоматизированного проектирования.

Курс обучения: 3

Учебная группа: САПР-327

Работу выполнил (выполнила)

студент (студентка) __________Абдрафиков М.А.

Зачетная книжка № 045135

Вариант задания: у135

Работу принял

ст. преподаватель ____________Житников А.П.

2007

1. Исходные условия

1. Общая характеристика работы

Тема работы:

Арифметические устройства.

Арифметико-логические устройства (АЛУ).

2. Порядок выполнения работы

1) Изучить общую часть лабораторной работы

2) Выполнить индивидуальную часть лабораторной работы по ходу указания текущих заданий

2. Арифметические устройства

1. Исходные сведения

1. Арифметические операции и их аппаратная реализация

   1. Задание 2.1 Работа со схемой полусумматора

1) Выполнить замену переменных:

a  aABC

b  bABC

s  sABC

c cABC

2) Выписать систему уравнений полусумматора

3) Собрать схему полусумматора.

4) Выполнить статический анализ:

построить фактическую таблицу истинности.

5) Проверить фактическую таблицу истинности на соответствие исходной общей таблице истинности:

дать заключение о степени соответствия.

Система уравнений полусумматора.

s = (Na & b) V (a & Nb) = a'b V ab' = a 

c = a & b = ab

Американский стандарт:

Вариант 1: Схема для статического анализа

2. Статический анализ работы схемы

Вариант 2: Проверка работы схемы на всех входных комбинациях

0: a = 0 b = 0 c = 0 s = 0

1: a = 0 b = 1 c = 0 s = 1

2: a = 1 b = 0 c = 0 s = 1

3: a = 1 b = 1 c = 1 s = 0

Вывод:

функции выходов выполняются правильно на всех комбинациях состояний входов.

Фактическая таблица истинности:

№	a b	c	s
0 1 2 3	0 0 0 1 1 0 1 1	0 0 0 1	0 1 1 0

Общая таблица истинности:

№	a b	c	s
0 1 2 3	0 0 0 1 1 0 1 1	0 0 0 1	0 1 1 0

2. Полный одноразрядный сумматор

1. Базовый вариант схемы

1. Исходные условия

Заключение : Таблицы одинаковы.

2. Задание 2.2 Работа со схемой полного сумматора

1) Выполнить замену переменных:

a_i  aABC

b_i  bABC

s_i  sABC

c_i  cABC

c_i-1  cAB(C-1)

2) Выписать систему уравнений одноразрядного сумматора

3) Собрать схему сумматора.

4) Выполнить статический анализ:

построить фактическую таблицу истинности.

5) Проверить фактическую таблицу истинности на соответствие исходной общей таблице истинности:

дать заключение о степени соответствия.

Система уравнений одноразрядного сумматора:

s_i = a_i  b_i  c_i-1 = (a_i  b_i)  c_i-1

c_i = a_ib_i V a_ic_i-1 V b_ic_i-1

Американский стандарт УГО:

Схема для статического анализа:

Общая таблица истинности:

№	ai bi ci-1	ci	si
0 1 2 3 4 5 6 7	0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1	0 0 0 1 0 1 1 1	0 1 1 0 1 0 0 1

ai=0 bi=0 ci-1=0 ci=0 di=0

ai=0 bi=0 ci-1=1 ci=0 di=1

ai=0 bi=1 ci-1=0 ci=0 di=1

ai=0 bi=1 ci-1=1 ci=1 di=0

ai=1 bi=0 ci-1=0 ci=0 di=1

ai=1 bi=0 ci-1=1 ci=1 di=0

ai=1 bi=1 ci-1=0 ci=1 di=0

ai=1 bi=1 ci-1=1 ci=1 di=1

Фактическая таблица истинности:

№	ai bi ci-1	ci	si
0 1 2 3 4 5 6 7	0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1	0 0 0 1 0 1 1 1	0 1 1 0 1 0 0 1

3. Параллельные многоразрядные сумматоры

1. Общие положения

Заключение : Фактическая и общая таблицы истинности совпадают.

1. Задание 2.3 Работа с моделью параллельного сумматора

а) Подготовить работу с файлом в режиме пошаговой анимации:

В демоверсии пакета MC7DEMO:

MC7DEMO\DATA\ Anim3.cir

// Файл DATA\ Anim3.cir в папке DATA пакета MC7DEMO

или в рабочей версии пакета MC7

MC7\DATA\ Anim3.cir

// Файл DATA\ Anim3.cir в папке DATA пакета MC7

б) Провести анализ работы схемы в режиме пошаговой анимации для исходной настройки знакогенераторов:

поочередное зажигание цифр на индикаторах двух слагаемых и результата.

в) Анализ работы схемы с новой настойкой знакогенераторов:

1) Выписать личный цифровой код:

N = xyz – последние три цифры номера зачетной книжки XXXXxyz.

2) Определить последовательности десятичных чисел:

Последовательность чисел на входе первого слагаемого

(a1₁₀, a2₁₀, a3₁₀) = (x, y, z)

Последовательность чисел на входе второго слагаемого

(b1₁₀, b2₁₀, b3₁₀) = (z, y, x)

3) Определить двоичные коды последовательностей чисел

(a1₂, a2₂, a3₂)

(b1₂, b2₂, b3₂)

4) Выполнить настройку знакогенераторов числовых последовательностей на входах слагаемых.

5) Провести проверку работы системы в режиме пошаговой анимации для заданных входных последовательностей чисел:

привести копии пошаговой индикации результатов сложения для двух заданных последовательностей цифр.

б)

Программирование генераторов:

Анализ работы схем.

в) число N=457

Последовательность чисел на входе первого слагаемого

(a1₁₀, a2₁₀, a3₁₀) = (4, 5, 7)

Последовательность чисел на входе второго слагаемого

(b1₁₀, b2₁₀, b3₁₀) = (7, 5, 4)

Последовательность чисел на входе первого слагаемого

(a1₁₀, a2₁₀, a3₁₀) = (4, 5, 7)

Последовательность чисел на входе второго слагаемого

(b1₁₀, b2₁₀, b3₁₀) = (7, 5, 4)

Определить двоичные коды последовательностей чисел

(a1₂, a2₂, a3₂)={0010}{0110}{0111}

(b1₂, b2₂, b3₂)={0111}{0110}{0010}