НОУ ИНТУИТ | Основы цифровой техники. Лекция 9: Счетные схемы ЭВМ. Счетчики и сумматоры

Учитесь и получайте официальные документы БЕСПЛАТНО. Вы можете поддержать наш проект.

Регистрация Вход

Твой путь к знаниям!

Опубликован: 21.06.2011 | Уровень: для всех | Доступ: свободно

|

Вам нравится? Нравится 46 студентам

| Поделиться |

Поддержать программу

увеличить изображение
Рис. 9.5. Четырехразрядный сумматор: а - функциональная схема; б - УГО

Для сложения многоразрядных двоичных чисел необходимо последовательно соединить нужное количество сумматоров так, как показано на рис. 9.5. Здесь $а_{8}а_{4}а_{2}а_{1}$ и $b_{8}b_{4}b_{2}b_{1}$ - 4-разрядные слагаемые, $S_{8}S_{4}S_{2}S_{1}$ - 4-разрядная сумма.

Рассмотрим пример включения счётчиков и сумматоров в схемы. Необходимо заполнить таблицу состояний схемы (рис. 9.6), включающей счетчики и сумматор, в соответствии с заданной последовательностью входных сигналов: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12.

увеличить изображение
Рис. 9.6. Пример схемы с включением счётчиков и сумматоров

Анализ данной схемы показывает, что:

счетчик СТ 1 сбрасывается (т.е. переходит в нулевое состояние, когда ) при наличии сигнала сброса . Этот сигнал сброса в данной схеме получается в трех случаях, когда:
- либо на выходе "0" дешифратора генерируется активный сигнал. Это происходит при подаче на его входы кода $0_{10}=0000_{2}$ , что соответствует входному коду $abcd=0000_{2}=0_{10}$ ;
- либо на выходе "1" дешифратора генерируется активный сигнал. Это происходит при подаче на его входы кода $1_{10}=0001_{2}$ , что соответствует входному коду $abcd=1000_{2}=8_{10}$ ;
- либо на выходе "4" дешифратора генерируется активный сигнал. Это происходит при подаче на его входы кода $4_{10}=0100_{2}$ , что соответствует входному коду $abcd=0010_{2}=2_{10}$ .
счетчик СТ 2 сбрасывается (т.е. переходит в нулевое состояние, когда ) при наличии сигнала сброса . Этот сигнал сброса в данной схеме получается только в одном случае, когда:
- на выходе "4" дешифратора генерируется активный сигнал. Это происходит при подаче на его входы кода $4_{10}=0100_{2}$ , что соответствует входному коду $abcd=0010_{2}=2_{10}$ .
У обоих счетчиков переключение в следующее состояние (счет) происходит одновременно при наличии сигнала счета . Этот сигнал счета в данной схеме получается в пяти случаях, когда:
- либо на выходе "6" дешифратора генерируется активный сигнал. Это происходит при подаче на его входы кода $6_{10}=0110_{2}$ , что соответствует входному коду $abcd=0110_{2}=6_{10}$ ;
- либо на выходе "7" дешифратора генерируется активный сигнал. Это происходит при подаче на его входы кода $7_{10}=0111_{2}$ , что соответствует входному коду $abcd=1110_{2}=14_{10}$ ;
- либо на выходе "13" дешифратора генерируется активный сигнал. Это происходит при подаче на его входы кода $13_{10}=1101_{2}$ , что соответствует входному коду $abcd=1011_{2}=11_{10}$ ;
- либо на выходе "14" дешифратора генерируется активный сигнал. Это происходит при подаче на его входы кода $14_{10}=1110_{2}$ , что соответствует входному коду $abcd=0111_{2}=7_{10}$ ;
- либо на выходе "15" дешифратора генерируется активный сигнал. Это происходит при подаче на его входы кода $15_{10}=1111_{2}$ , что соответствует входному коду $abcd=1111_{2}=15_{10}$ .

Согласно варианту начальное значение на выходах СТ 1 равно $1_{10}=001_{2}$ , а на выходах СТ 2 оно равно $7_{10}=111_{2}$ . Эти значения поменяются на $0_{10}=000_{2}$ при подаче R=1 или на значение на 1 большее при подаче С=1 . Входной перенос $P_{i-1}=0$ , так как этот вход сумматора заземлен в данной схеме. Заполнение таблицы состояний для рассматриваемого примера дано в табл. 9.2.

Таблица 9.2. Таблица состояний для схемы рис. 9.6
Входной код					Состояние выводов																Особенности режима работы схемы
Дес.	Двоичный				счетчика СТ 1						счетчика СТ 2					сумматора
Дес.							$Q_{4}$	$Q_{2}$	$Q_{1}$				$Q_{4}$	$Q_{2}$	$Q_{1}$	$P_{i-1}$	$P_{i}$	$S_{4}$	$S_{2}$	$S_{1}$
0	0	0	0	0	1	0	0	0		0	0	0	1	1	1	0	0	1	1	1	Сброс счетчика СТ 1
1	0	0	0	1	0	0	0	0		0	0	0	1	1	1	0	0	1	1	1
2	0	0	1	0	1	0	0	0		0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	Сброс СТ 1 и СТ 2
3	0	0	1	1	0	0	0	0		0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
4	0	1	0	0	0	0	0	0		0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
5	0	1	0	1	0	0	0	0		0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
6	0	1	1	0	0	1	0	0		1	0	1	0	0	1	0	0	0	1	0	Счет
7	0	1	1	1	0	1	0	1		0	0	1	0	1	0	0	0	1	0	0	Счет
8	1	0	0	0	1	0	0	0		0	0	0	0	1	0	0	0	0	1	0	Сброс счетчика СТ 1
9	1	0	0	1	0	0	0	0		0	0	0	0	1	0	0	0	0	1	0
10	1	0	1	0	0	0	0	0		0	0	0	0	1	0	0	0	0	1	0
11	1	0	1	1	0	1	0	0		1	0	1	0	1	1	0	0	1	0	0	Счет
12	1	1	0	0	0	0	0	0		1	0	0	0	1	1	0	0	1	0	0

Рассмотрим еще одну схему, включающую в себя дешифраторы и счетчики (рис. 9.7). Необходимо заполнить таблицу состояний схемы в соответствии с заданной последовательностью входных сигналов:, 2, 3, 7, 6, 5, 1, 0, 6, 5, 4.

увеличить изображение
Рис. 9.7. Пример схемы с дешифратором и счётчиком

Согласно входы дешифратора DC включены следующим образом: вход "4" соединен с входным сигналом " с ", "2" - со входом " b ", "1" - со входом " а ". Управляющие входы и счетчика C подключены к выходам логических элементов ИЛИ-1 и ИЛИ-2 соответственно. На входы элемента ИЛИ-1 согласно варианту 1 подаются сигналы с выходов "0" и "1" дешифратора DC. На входы элемента ИЛИ-2 - сигналы с выходов "2", "5", "6" и "7" дешифратора DC.

Перед заполнением таблицы состояний необходимо проанализировать работу схемы. Переключение счетчика СТ будет происходить в том случае, когда на одном из выходов ("2", "5", "6" или "7") дешифратора DC будет логическая . Рассмотрим подробнее каждый случай.

На выходе "2" будет активный сигнал при наличии на его входах "4", "2" и "1" двоичного кода $010_{2}$ , который получается при $abc=010_{2}= 2_{10}$ .

На выходе "5" будет активный сигнал при наличии на его входах "4", "2" и "1" двоичного кода $101_{2}$ , который получается при $abc=101_{2}= 5_{10}$ .

На выходе "6" будет активный сигнал при наличии на его входах "4", "2" и "1" двоичного кода $110_{2}$ , который получается при $abc=011_{2}= 3_{10}$ .

На выходе "7" будет активный сигнал при наличии на его входах "4", "2" и "1" двоичного кода $111_{2}$ , который получается при $abc=111_{2}= 7_{10}$ .

Сброс счетчика СТ будет происходить в том случае, когда на одном из выходов ("0" или "1") дешифратора DC будет логическая 1. Рассмотрим подробнее каждый случай.

На выходе "0" будет активный сигнал при наличии на его входах "4", "2" и "1" двоичного кода $000_{2}$ , который получается при $abc=000_{2}= 0_{10}$ .

На выходе "1" будет активный сигнал при наличии на его входах "4", "2" и "1" двоичного кода $001_{2}$ , который получается при $abc=100_{2}= 4_{10}$ . Таблица состояний схемы представлена в табл. 9.3.

Таблица 9.3. Таблица состояний для примера схемы на рис. 9.7
Входной код				Активный выход дешифратора DC	Состояние входов счетчика CT		Состояние выходов счетчика				Комментарии
	Двоичный				Состояние входов счетчика CT		Состояние выходов счетчика
Дес.
2	0	1	0	"2"	0	1	1	1	1	1	Переключение счетчика
3	0	1	1	"6"	0	1	0	0	0	0	Переключение счетчика
7	1	1	1	"7"	0	1	0	0	0	1	Переключение счетчика
6	1	1	0	"3"	0	0	0	0	0	1	Пассивное состояние схемы
5	1	0	1	"5"	0	1	0	0	1	0	Переключение счетчика
1	0	0	1	"4"	0	0	0	0	1	0	Пассивное состояние схемы
0	0	0	0	"0"	1	0	0	0	0	0	Сброс счетчика
6	1	1	0	"3"	0	0	0	0	0	0	Пассивное состояние схемы
5	1	0	1	"5"	0	1	0	0	0	1	Переключение счетчика
4	1	0	0	"1"	1	0	0	0	0	0	Сброс счетчика

Дальше >>

Авторизоваться

Основы цифровой техники

Счетные схемы ЭВМ. Счетчики и сумматоры

Вопросы и ответы