Лабораторная работа N 1
ИЗУЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО МАКЕТА
Целью работы является изучение компоновки, функционирования узлов макета, получение навыков, необходимых для работы на макете.
1.Описание макета
Лабораторный макет представляет собой набор реверсивных регистров сдвига двух типов, двоичных комбинационных сумматоров, мультиплексоров, синхронных D-триггеров, логических элементов. Помимо этого в состав макета входят генераторы одиночных и тактовых импульсов, счетчик с переменным модулем счета, тумблерный регистр, вспомогательные элементы, элементы индикации. Макет выполнен на TTL ИС.
1.1 Регистры. В состав лабораторного макета входят семь 4 разрядных реверсивных регистров сдвига RG1-RG4, RGУ, RGS01, RG S 02. Регистры RG1-RG4, RGУ являются однотипными и выполнены по одной схеме (тип 1), а регистры RGS01, RGS02 выполнены по другой схеме (тип 2). Условные графические обозначения регистров приведены на рис.1. Таблицы 1 и 2 иллюстрируют работу регистров первого и второго типов соответственно.
Таблица 1. Управляющие сигналы и выполняемые функции регистра типа 1
|
Операция |
||||||
|
Вход |
Уст.0 |
Прием |
Сдвиг вправо |
Сдвиг влево |
||
|
кода |
прост |
арифм |
прост |
арифм |
||
|
R |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
C1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
D1 |
Пря- |
|||||
|
D2 |
мой |
|||||
|
D3 |
код |
|||||
|
D4 |
числа |
|||||
|
C2 |
||||||
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
||
|
D11 |
1 |
0 |
||||
|
D41 |
1 |
0 |
||||
VОтличие между регистрами различных типов заключается в наличии синхронных D-входов для параллельного занесения данных у регистров типа 2 и в организации управляющих (подготовительных) входов V. В регистрах второго типа входы управления направлением сдвига являются раздельными (Vп и Vл). Все синхронные операции (синхронный прием данных, сдвиг) во всех регистрах выполняются по срезу синхросигнала.
1.2 Сумматоры. В макете используются два одинаковых 4-х разрядных комбинационных сумматора. Младшие разряды сумматоров кроме входов слагаемых имеют входы переноса Р, а старшие разряды – кроме выходов суммы S имеют выходы переноса.
Таблица 2.Управляющиу сигналы и выполняемые функции регистра типа 2
|
Операция |
|||||||
|
Вход |
Уст. |
Асинхр |
Синхр. |
Сдвиг вправо |
Сдвиг влево |
||
|
0 |
прием |
прием |
прос- |
ариф- |
прос- |
ариф- |
|
|
кода |
кода |
той |
метич. |
той |
метич. |
||
|
R |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
S1 |
1 |
Инв. |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
S2 |
1 |
код |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
S3 |
1 |
чис- |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
S4 |
1 |
ла |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
C |
|||||||
|
Vп |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
||
|
|
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
||
|
D11 |
1 |
0 |
|||||
|
D41 |
1 |
0 |
|||||
|
C1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||
|
D1 |
Инв. |
||||||
|
D2 |
код |
||||||
|
D3 |
чис- |
||||||
|
D4 |
ла |
||||||
Vл
1.3 Генераторы. В макете имеются генератор непрерывной последовательности импульсов G1 и генератор одиночных импульсов G2. Частота генератора G1 может изменяться дискретно (с помощью тумблера диапазон 1Гц. или 1мГц.) и внутри каждого диапазона плавно. Оба генератора имеют прямой и инверсный выходы. Генератор одиночных импульсов G2 управляется кнопкой. Однократное нажатие кнопки приводит к формированию одиночного импульса длительностью около 200 нс.
1.4 Счетчик. В макете имеется счетчик, модуль счета которого может быть задан с помощью переключателя, расположенного на лицевой панели. Счетчик выполнен по схеме "с начальной установкой кода"; занесение кода в счетчик производится сигналом переноса, поэтому после изменения положения переключателя в следующем цикле модуль счета не изменяется, и соответствует предыдущему положению переключателя. Следует иметь в виду, что кнопка "Общий сброс" на состояние счетчика не влияет.
1.5 Вспомогательные элементы. На лицевой панели макета расположен ряд вспомогательных элементов. Набор тумблеров, используемых для задания кодов чисел и управления, элементы индикации состояния регистров и отдельных триггеров, гнезда "Земля", шины с дополнительными клеммами, выключатели и индикаторы "Сеть" и "+5в.", пробник для проверки коммутационных проводников, кнопка "Общий сброс". Кнопка "Общий сброс" не влияет на состояние отдельных триггеров и, как было отмечено ранее, на состояние счетчика с управляемым модулем счета.
2. Подготовка к выполнению работы
2.1 Изучить описание лабораторной работы.
2.2 Изучить функциональный состав макета, особенности его узлов.
2.3 Разработать схемы устройств сдвига двоичных чисел на заданное количество разрядов (не менее 5 разрядов). Схемы сдвига разрабатываются для регистров обоих типов. Устройства должны обеспечивать автоматический прием двоичного кода, задаваемого с помощью тумблерного регистра, его сдвиг на заданное количество разрядов (не менее 5) и в заданном направлении.
2.4 Разработать схему устройства, выполняющего накопление суммы не менее чем трех двоичных чисел.
3. Порядок выполнения работы
3.1 Получить у преподавателя допуск к выполнению лабораторной работы.
3.2 Последовательно закоммутировать разработанные схемы, отладить их, результаты показать преподавателю.
4. Содержание отчета
4.1 Цель работы.
4.2 Схемы исследованных устройств.
4.3 Выводы по работе.
ВНИМАНИЕ! КОММУТАЦИЮ СХЕМ ПРОИЗВОДИТЬ ПРИ ОТКЛЮЧЕННОМ ПИТАНИИ МАКЕТА.