Методические указания по выполнению задачи № 3

Порядок решения для вариантов 1, 3, 5, 7, 9:

1. Для заданного типа устройства (табл. 11) приведите четырех-разрядную логическую схему на счетных триггерах.

2. Постройте временную диаграмму для полного цикла счета.

3. Выберите из справочника заданную микросхему и приведите ее УГО.

4. Объясните назначение этого счетчика, определите его разрядность (n) и коэффициент счета Kсч.

5.Укажите назначение всех выводов.

6. Укажите на УГО значение всех входных сигналов (в том числе и управляющих), которые надо подать, чтобы зафиксировать поданное на вход двоичное число.

7. Приведите расчет состояния счетчика после поступления на вход заданного числа импульсов при указанном режиме работы.

Порядок решения для вариантов 2, 4, 6, 8, 10

1. Приведите логическую схему четырехразрядного регистра заданного типа (табл. 11) на D-триггерах.

2. Обозначьте на схеме буквенными символами все входы и выходы, укажите их назначение.

3. Выберите из справочника заданную микросхему. Приведите ее условное графическое обозначение.

4. Приведите описание этого регистра (выполняемые функции и возможности, разрядность, порядок управления работой), укажите назначение выводов.

5. На рис. в п.3 укажите сигналы на информационных входах для кодовой комбинации, заданной табл. 11. На управляющих входах проставьте сигналы, обеспечивающие заданный режим работы.

6. Приведите временную диаграмму, поясняющую заданный режим работы для микросхемы.

В этой задаче предлагается ответить на вопросы по структуре последовательностных цифровых устройств. Решению этой задачи предшествует изучение тем: «Триггеры», «Счетчики», «Регистры». Простейшие последовательностные устройства – триггеры являются основой для построения схем регистров и счетчиков. Поэтому с методической точки зрения приступать к ответу на вопросы задачи № 4 без внимательного, детального изучения триггеров нет смысла.

Подробный теоретический материал по предлагаемым темам Вы найдете в [1, 2 с. 98-109, 126-143, Методические указания с. 23-26]. Рекомендуется использовать также и другие источники: [4, 7, 8, 11].

Условное графическое обозначение заданной микросхемы и ее описание можно найти в [5, 6, 8, 13, 15, 17].

Перед ответом на вопросы обратите внимание на Ксч счетчика и разрядность регистра. Предлагаемые к изучению микросхемы счетчиков имеют Ксч либо10 (двоично-десятичные), либо 16 (двоичные). Микросхемы регистров многофункциональные. От правильного определения выполня-емых функций, соответствия выводов весовым разрядам числа зависит точность ответов на последующие вопросы. Пример построения временной диаграммы для счетчика показан на рис. 7, а расчет состояния при поступлении заданного числа импульсов поясняется формулой 9.

Приведем пример.

На вход десятичного счетчика, начальное состояние которого М = 6, поступило 27 импульсов. Какое состояние будет зафиксировано в счетчике после окончания счета?

Определим общее количество импульсов, поступивших на вход счетчика:

6+27=33.

Чтобы зафиксировать число 33, счетчик просчитает три полных цикла (i) и в следующем цикле зафиксирует остаток:

33 - 3∙10 = 3₍₁₀₎ = 0011₍₂₎.

Таким образом, в счетчике будет записано число 0011₍₂₎, т.е. Q₄ = 0,

Q₃ = 0, Q₂ = 1 и Q₁ = 1.

Все действия в регистрах зависят от значения управляющих сигналов и происходят в момент поступления на вход разрешающего сигнала (тактирования, синхросигнала). Обычно переключения происходят в момент действия либо фронта импульса, либо среза. Такие регистры построены на триггерах с динамическим входом. Со статическим управлением могут быть только параллельные регистры.

Понятие «весовой коэффициент» к разрядам регистра в отличие от счетчика неприменимо, поскольку весовая зависимость между отдельными разрядами целиком определяется записанной в регистр информацией. Однако разработчики микросхем для однозначного понимания действий, связанных с определением таких понятий, как направление сдвига (вправо или влево) и др. такую зависимость определяют. Поэтому при выборе микросхемы следует определить, какой выход соответствует старшему разряду, а какой - младшему. Это не всегда определяется старшинством индексов при буквенных символах выводов (К155ИР13).

Пример построения временной диаграммы для регистра сдвига подробно показан в [1, 2 с. 129].

Задача № 4

1. Из табл. 12, в соответствии со своим вариантом, выберите тип микросхемы ЗУ, режим работы, значения адреса ячейки памяти.

2. Приведите УГО микросхемы, цоколевку, укажите назначение выводов, разрядность адреса m, разрядность данных n.

3. Дайте характеристику МКС ЗУ: тип ЗУ, технология изготовле-ния, приведите таблицу режимов работы, на УГО микросхемы укажите значения разрядов адреса, управляющих сигналов для заданного режима работы.

4. Начертите структурную схему матрицы памяти ЗУ заданной микросхемы, укажите максимальное количество строк и столбцов, выделите на схеме элемент памяти, выбранный в соответствии с указанным в задании адресом.

5. Запишите адрес ячейки памяти, к которой происходит обраще-ние, в десятичной и шестнадцатеричной системах счисления.

Таблица 12