ASVT_6term_LR5_(вычитание)
.docxЦель работы: сформировать практические навыки конструирования функциональных узлов цифровых устройств.
Задание: используя принцип работы различных структурных элементов, таких как регистры и сумматоры, синтезировать схему, реализующую операции вычитания бинарных чисел. С использованием программных средств смоделировать работу данной схемы.
Теоретические сведения
На рисунке 1 изображена микросхема 7485:
Рисунок 1 – Микросхема 7485
Микросхема 7485 сравнивает два 4-разрядных слова и определяет, равны они или нет. Оба сравниваемых слова А и В поступают на соответствующие входы микросхемы 7485. Младшие разряды подаются на входы А1 и В1, а старшие — на входы А4 и В4. Если необходимо сравнить только 4-разрядные слова, то на вход переноса микросхемы 7485 А=В подается напряжение высокого, а на входы переноса А>В и АВ формируется напряжение высокого уровня. Если слово А меньше слова В, на выходе А<В устанавливается напряжение высокого уровня. На остальных выходах формируется напряжение низкого уровня. Когда микросхема 7485 сравнивает 8-разрядные слова, то выходы первой ступени 4-разрядного компаратора (младшие разряды) соединяются с входами переноса второй ступени. В этом случае результат сравнения получают на выходах 4-разрядного компаратора старших разрядов.
Выполнение работы
На вход сумматора (двух 4-х разрядных сумматоров, объединенных в один) подается прямой код уменьшаемого и дополнительный код вычитаемого. Производится проверка знака разности. Если результат вычитания отрицательный необходимо произвести восстановление результата в прямой код. Результат записывается в параллельный регистр.
Синтезируем с помощью среды моделирования схему, реализующую операцию вычитания двух положительных двоичных четырехразрядных чисел, из компаратора, многоразрядный сумматор и простейшие логические элементы (Рисунок 2):
Рисунок 2 – Схема в программе Proteus
Вычтем из числа 8 число 5. Содержимое генераторов на рисунках 3 и 4:
Рисунок 3 – Содержимое Pattern Generator
Рисунок 4 – Содержимое Pattern Generator Результат работы на Logicprobe представлен на рисунке 5:
Рисунок 5 – Результат вычитания
Вычитания из 5 числа 8 на рисунке 6:
Рисунок 6 – Результат вычитания
Выводы: в ходе выполнения работы сформированы практические навыки использования логических элементов при конструировании цифровых устройств в программе Proteus; на базе логических элементов реализована схема, производящая вычитание двух чисел.