Название: Основы вычислительной техники - Методические указания (Л.Н. Иванов)

Жанр: Экономика

Просмотров: 1160


Задание 2 тема: синтез узлов вычислительной техники

 

Варианты заданий приведены в табл. 2.1

 

Таблица 2.1

Номер

вари-анта

Тема

Исходные данные

1

Счетчик с переменным модулем счета

Модуль счета переменный К = 9, 12. Вывод информации в параллельном коде. Частота счетных импульсов 1 МГц

2

Управляемый счетчик

Счетчик работает как десятичный или с последовательностью смены состояний 0-1-3-5-7-2-4-6. Состояния счетчика дешифрируются. Частота счетных импульсов 1 МГц

3

Управляемый десятичный счетчик

Счетчик работает как десятичный или

с последовательностью смены состояний

0-2-4-6-8-1-3-5-7-9. Состояния счетчика дешифруются. Частота счетных импульсов

1 МГц

4

Программируемый (кодозадающий) счетчик

Счетчик работает с последовательностью смены состояний 0-2-4-6-7-5-3-1 или 0-1-2-5-4-3-6-7-8-9. Состояния счетчика дешифрируются. Частота счетных импульсов 1 МГц

5

Счетчик времени

Модуль счета m = 60. Счетчик состоит из последовательно включенных двоично-десятичного и двоичного счетчиков. Вывод информации в параллельном коде. Предусмотреть вывод сигнала переполнения счетной схемы. Частота счетных импульсов 1 МГц

6

 

Делитель частоты импульсов

Коэффициент деления переменный, К = 6, 12. Выход узла общий. Частота входных импульсов 1 МГц

7

Делитель частоты импульсов

Коэффициент деления переменный, К = 11, 14. Выход узла общий. Частота входных импульсов 1 МГц

8

Универсальный делитель частоты

Коэффициент деления К = 1¸15 записывается в регистр, выход узда общий. Определить предельную частоту входных имульсов

 

 

Продолжение табл. 2.1

Номер

вари-анта

Тема

Исходные данные

9

Унитарное кодирование состояний двоично-десятичного счетчика

Узел работает в режиме счетчика времени

и состоит из двоично-десятичного счетчика, работающего в связке с регистром сдвига, на вход которого подается сигнал переноса счетчика. Разрядность регистра –5, при переполнении предусмотреть сброс регистра в 0

и выдачу внешнего сигнала. Частота входных импульсов 1 МГц

10

Преобразователь временного интервала в код

Диапазон изменения временных интервалов (ширина «окна») Т0 = 5…60 мкс, окно заполняется импульсами задающего генератора. Частота поступления значения Т0 = 10 КГц. Код преобразований двоичный. Определить требуемую частоту генератора

11

Кольцевой счетчик

Режим работы – датчик тактовых импульсов на основе регистра сдвига. Число тактов – 6. Команды управления – Пуск, Стоп, Цикл. Частота задающего генератора 1 МГц

12

Датчик тактовых импульсов

Режим работы – формирование 9 тактовых импульсов путем дешифрирования состояний счетчика. Команды управления – Пуск, Стоп. Частота задающего генератора 1 МГц

13

Датчик тактовых импульсов

Режим работы – формирование 11 тактовых импульсов путем дешифрирования состояний счетчика. Команды управления – Пуск, Стоп. Частота задающего генератора 1 МГц

14

Распределитель импульсов

Режим работы – распределение m импульсов генератора по 2n каналам. Двоичный код номера канала n£3 вводится в регистр, значение m£10 – в вычитающий счетчик. Частота импульсов генератора 1 МГц

15

Распределитель импульсов

Режим работы – распределение m импульсов генератора по 2n каналам. Двоичный код номера канала n£3 вводится в регистр, значение m£12 – в вычитающий счетчик. Частота импульсов генератора 1 МГц

16

Преобразователь унитарного кода регистра в двоичный код

Режим работы – подсчет числа единиц параллельно-последовательного регистра двоичным счетчиком. Ввод в регистр параллельный, максимальное число единиц 10. Вывод двоичного кода параллельный

 

 

Продолжение табл. 2.1

Номер

вари-анта

Тема

Исходные данные

17

Преобразователь двоично-десятичных кодов

Режим работы – преобразование кода 8421 в код с избытком 6 и обратно с записью в выходной регистр. Входные кодовые комбинации имеют дополнительный разряд для указания принадлежности одному из кодов. Частота поступления кодов 1 МГц

18

Преобразователь кодов

Режим работы – преобразование последовательного двоично-десятичного кода 4221 в параллельный 8421 с записью в выходной регистр

19

Преобразователь кодов

Режим работы – преобразование параллельного двоично-десятичного кода 8421 в последовательный с избытком 3

20

Схема сравнения двоичных кодов

Разрядность операндов А, В – 5 бит. Условия сравнения: А = В, А>B, A<B. Операнды вводятся во входные регистры в параллельном коде, результат операции кодируется и записывается в выходной регистр. Частота поступления кодов 1 МГц

21

Схема сравнения двоично-десятичных кодов

Операнды А, В представлены в двоично-десятичном коде. Условия сравнения: А = В, А>B, A<B. Операнды вводятся во входные регистры в параллельном коде, результат операции кодируется и записывается в выходной регистр. Частота поступления кодов 1 МГц

22

Демультиплексор

Режим работы – преобразование 5-разрядного последовательного кода в параллельный. Демультиплексирование производится счетчиком и дешифратором с записью в выходной регистр

23

Формирователь управляющих сигналов

Для выполнения операций А, В требуются тактовые импульсы:

А: 1-3-5-7, В = 2-4-6.

Тактовые импульсы формируются датчиком на основе счетчика и дешифратора. После выработки последнего требуемого такта датчик устанавливается в исходное состояние. Частота выработки тактов 1 МГц

24

Формирователь управляющих сигналов

Для выполнения операций А, В требуются тактовые импульсы:

А: 1-4-5, В: 2-3-6-7.

Тактовые импульсы формируются датчиком на основе счетчика и дешифратора. После выработки последнего требуемого такта датчик устанавливается в исходное состояние. Частота выработки тактов 1 МГц

Окончание табл. 2.1

Номер

вари-анта

Тема

Исходные данные

25

Комбинационная схема выполнения логических операций

Выполняемые операции: логическое сложение, логическое умножение, сравнение на равенство. Разрядность операндов 4 бит. Код операции поступает в регистр и управляет выходом узла. Результат заносится в выходной регистр. Определить максимальное время выполнения операций на микросхемах заданной серии

26

Реверсивный дво-

ично-десятичный

счетчик (код 5421)

Ввод-вывод информации параллельный

Предусмотреть формирование сигналов переноса и заема. Частота счетных импульсов

1 МГц

27

Реверсивный дво-

ично-десятичный

счетчик (код 2421)

28

Реверсивный дво-

ично-десятичный

счетчик (код 5211)

29

Реверсивный дво-

ично-десятичный счетчик (код 4221)

30

Преобразователь

кода в число им-

пульсов

Преобразование производится на основе вычитающего счетчика. Максимальное значение числа импульсов К = 10. Частота следования импульсов 1 МГц. Определить возможную частоту смены значений К

 

Примечание: управляющие сигналы, тактовые и счетные импульсы подаются извне.

 

Для выполнения задания необходимо:

выбрать и обосновать структуру узла, логику его работы, определить компоненты, подлежащие расчету;

рассчитать требуемые элементы схемы и выбрать способ реализации прочих элементов;

построить и оформить в соответствии с требованиями ЕСКД полную принципиальную схему узла;

построить временную диаграмму, отражающую режимы работы узла;

дать описание работы схемы в соответствии с временной диаграммой;

выполнить анализ быстродействия схемы;

дать общее заключение по работе;

привести список использованной литературы, оформленный по ГОСТ;

оформить с использованием компьютера расчетно-пояснительную записку.

 

Методические указания

 

При построении устройств ЭВМ используются функционально законченные электронные схемы, выполняющие определенные преобразования входных сигналов в выходные. Такие схемы называют узлами. По принципу действия узлы делятся на комбинационные (реализуются на основе логических элементов) и последовательностные (кроме логических элементов содержат триггеры, элементы задержки и другие элементы памяти).

Задание предполагает расчет одного из распространенных узлов и построение схемы на элементах серии К155. При выполнении работы рекомендуется использовать учебное пособие [1], в котором указана также дополнительная литература. Необходимые для использования микросхемы приведены в Приложении.

Рассмотрим кратко пример выполнения задания по варианту 30 (см. табл. 2.1) – синтез преобразователя кода в число импульсов.