Курсовая работа: Разработка арифметико-логического устройства, выполняющего операции сложения и вычитания в прямом двоичном коде
Для построения функциональной схемы с минимальными затратами входные сигналы и состояния нужно закодировать.
Табл. 4.1 – Кодировка состояний
| Выходные сигналы |  |
| 1 | 000 |
 | 001 |
 | 010 |
 | 011 |
 | 100 |
 | 101 |
 | 110 |
 | 111 |
Табл. 4.2 – Кодировка выходных сигналов
| Состояния |  |
| Z0 | 000 |
| Z1 | 001 |
| Z2 | 010 |
| Z3 | 011 |
| Z4 | 100 |
| Z5 | 101 |
| Z6 | 110 |
| Z7 | 111 |
Используем таблицу 4.2 для построения шифратора
Запишем формулировки для в форме ДНФ
Теперь запишем таблицу переходов с учётом кодировок.
Табл. 4.3 – Таблица переходов-выходов автомата Мили с учётом кодировок
| 000 | 001 | 010 | 011 | 100 | 101 | 110 | 111 |
| 000 |  | ||||||
| 001 |  | ||||||
| 010 |  |  |  |  |  | ||
| 011 |  | ||||||
| 100 |  | ||||||
| 101 |  | ||||||
| 110 |  |  | |||||
| 111 |  |
Используем приведенную выше таблицу для построения таблицы прошивки ПЗУ.
Табл. 4.4 – Таблица прошивки ПЗУ системы управления
| Адрес | Данные | ||||||||||||||||||
| б1 | б2 | б3 | в1 | в2 | в3 | б1 | б2 | б3 | y1 | y2 | y3 | y4 | y5 | y6 | y7 | y8 | y9 | y10 | y11 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
После построения функциональной схемы выбираем по справочнику элементы и строим схему электрическую принципиальную.
Выбираем следующие номиналы ИМС, присутствующие в схеме функциональной:
Так как часто в наличии и при ограничении одной серией ИМС имеется только четырех разрядный параллельный регистр, а необходим восьмиразрядный, то информационные вх./вых. двух четырех разрядных регистров включаем независимо и параллельно, а управляющие сигналы регистров необходимо соединить между собой соответственно.
Так как часто в наличии и при ограничении одной серией ИМС имеется только четырех разрядный, управляющие сигналы соединить между собой соответственно, а вывода переполнения и прибавления лог. 1 в младший разряд, соединяем таким образом. Сигнал переполнения ИМС младших разрядов соединяем с входом «прибавления лог. 1 в младший разряд» ИМС старших разрядов.
Вывод
В данном курсовом проекте была разработана система управления арифметико-логическим устройством с элементами памяти ПЗУ, выполняющее операцию сложения и вычитания в прямом двоичном коде. В процессе работы был составлен алгоритм работы устройства, абстрактный автомат Мили, таблицы прошивки ПЗУ и по ним построена система управления. В завершении работы были построены функциональная и электрическая принципиальная схемы устройства на форматах А3 и А1 соответственно. Также составлены таблицы: переходов, выходов автомата, кодирования сигналов автомата, структурную таблицу переходов, выходов и функций возбуждения.
Осуществлена реализация схемы управляющего автомата на микросхемах ТТЛ серии К555 обладающих высоким быстродействием и малым потреблением.
В ходе выполнения задания по курсовому проектированию закреплены теоретические знания по дисциплине: «цифровые автоматы».
Список источников
1. Глушков В.М. Синтез цифровых автоматов. М.: 1967
2. Самофалов К.Г. и др. Прикладная теория цифровых автоматов. К.: 1987
3. Савельев А.Я. Прикладная теория цифровых автоматов. М.: 1987
4. Справочник по интегральным микросхемам / Под ред. Б.В. Тарабрина. – М.: Энергия, 1980.