Метод.ук.ЛБ_Схемотехника
.pdf
f5 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
f6 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
f7 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3. Схема дешифратора, реализующего заданную функцию
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. В соответствии со своим вариантом возьмите функцию 1 в таблице 1.
Таблица 2. Функции для построения схемы
Вариант № |
Функция 1 |
|
Функция 2 |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
41 |
|
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
2.Соберите схему дешифратора 3 на 8 с разрешающим входом как показано на рисунках 1 и 3.
3.В соответствии со своим вариантом возьмите функцию 2 в таблице 1.
4.Создайте символ для вашего дешифратора. Для этого выберите в Quartus II File – Create / Update – Create Symbol Files for Current File.
5.Соберите схему дешифратора 5 на 32 с разрешающим входом, реализующего данную функцию. Для этого используйте уже готовый компонент дешифратора уже готовый компонент дешифратора 3 на 8 из первой части работы и схему расширения разрядности, представленную на рисунке 2.
6.На выход подключите светодиод (например, подключенный к выводу PIN_104). Учтите, что светодиод горит по 0 на выходе.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Отчет по лабораторной работе должен содержать следующее:
1)цель работы;
2)постановку задачи;
3)исходные функции;
4)принципиальные схемы реализаций обеих функций;
5)выводы.
42
Лабораторная работа №7.
«Исследование работы мультиплексоров на макете SDK-6.1»
Цель работы: изучить работу мультиплексоров.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Mультиплексор — устройство, имеющее несколько сигнальных входов, один или более управляющих входов и один выход. Мультиплексор позволяет передать сигнал с одного из входов на выход; при этом выбор желаемого входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов.
Мультиплексоры могут использоваться в делителях частоты, триггерных устройствах, сдвигающих устройствах и др. Мультиплексоры часто используют для преобразования параллельного двоичного кода в последовательный. Для такого преобразования достаточно подать на информационные входы мультиплексора параллельный двоичный код, а сигналы на адресные входы подавать в такой последовательности, чтобы к выходу поочередно подключались входы, начиная с первого и заканчивая последним.
Схема мультиплексора 4 к 1 приведена на рисунке 1. На ее основе можно строить мультиплексоры большей размерности.
A1 A1 A0 A0 |
|
|
x0 |
& |
|
|
|
|
x1 |
& |
|
& |
|
|
|
F |
|
|
|
|
x2 |
& |
|
|
|
|
x3 |
& |
|
|
|
|
E |
|
|
Рисунок 1. Схема мультиплексора 4 к 1
43
Наращивание размерности мультиплексоров возможно с помощью пирамидальной структуры (см. рисунок 2) При этом первый ярус схемы представляет собой столбец, содержащий столько ИС мультиплексоров, сколько необходимо для подключения нужного числа информационных входов. Все ИС столбца адресуются одним и тем же кодом, составленным из соответствующего числа младших разрядов общего адресного кода. Старшие разряды адресного кода используются во втором ярусе создаваемого мультиплексора.
x0
x1 D0 MUX
x2 D1
x3 D2D3
A0
A1
D0D1 MUX
|
|
D2 |
|
|
D3 |
|
x12 D0 |
A0 |
|
A1 |
|
|
x13 D1 MUX |
|
|
x14 |
|
|
x15 D2 |
|
a0 |
D3 |
|
A0 |
|
|
a1 |
|
|
A1 |
|
|
a2 |
|
|
|
|
|
a3 |
|
|
Рисунок 2. Схема расширения мультиплексора до 4 на 16
|
|
|
Таблица 1. Значения переменных и функции |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
b |
c |
|
abc |
abc |
abc |
|
Значение F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f1 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f2 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44 |
|
|
|
|
|
|
f3 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f5 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f6 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f7 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для получения функции F, основанной на мультиплексоре,
необходимо, чтобы на соответствующих информационных входах была логическая единица, затем соединить с помощью логического элемента ИЛИ такие выходы мультиплексора, на которых образуется логическая единица после подачи нужных наборов адресных кодов.
Рисунок 3. Схема мультиплексора, реализующего заданную функцию
45
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. В соответствии со своим вариантом возьмите функцию из таблицы 2.
Таблица 2. Функции для построения схемы
Вариант № |
Функция 1 |
Функция 2 |
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
|
7 |
|
|
8 |
|
|
9 |
|
|
10 |
|
|
11 |
|
|
12 |
|
|
13 |
|
|
14 |
|
|
15 |
|
|
16 |
|
|
17 |
|
|
18 |
|
|
19 |
|
|
20 |
|
|
21 |
|
|
22 |
|
|
23 |
|
|
24 |
|
|
2.Соберите схему мультиплексора как показано на рисунке 2.
3.В соответствии со своим вариантом возьмите функцию 2 в таблице 2.
4.Создайте символ для вашего мультиплексора. Для этого выберите в
Quartus II File – Create / Update – Create Symbol Files for Current File.
5.Соберите схему мультиплексора, реализующего данную функцию. Для этого используйте уже готовый компонент мультиплексора из первой части работы и схему расширения разрядности, представленную на рисунке 1.
6.На выход подключите светодиод (например, подключенный к выводу PIN_104). Учтите, что светодиод горит по 0 на выходе.
46
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Отчет по лабораторной работе должен содержать следующее:
1)цель работы;
2)постановку задачи;
3)исходные функции;
4)принципиальные схемы реализаций обеих функций;
5)выводы.
47
Учебное издание
МАЛЬЧУКОВ Андрей Николаевич ЦЫГАНКОВ Юрий Владимирович
СХЕМОТЕХНИКА ЭВМ
Методические указания к выполнению цикла лабораторных работ по курсу «Схемотехника ЭВМ»
для студентов, обучающихся по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника»
Отпечатано в Издательстве ТПУ в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета
Подписано к печати 30.08.2011. Формат 60х84/16. Бумага «Снегурочка».
Печать XEROX. Усл.печ.л. 9,01. Уч.-изд.л. 8,16.
Заказ . Тираж 100 экз.
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Система менеджмента качества Томского политехнического университета сертифицирована
NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту ISO 9001:2008
. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30
Тел./факс: 8(3822)56-35-35, www.tpu.ru
48