Счетчик циклического процесса

Разработка принципиальной электрической схемы цифрового умножителя положительных чисел для обеспечения последовательного ввода информации в линию связи с осуществлением преобразования параллельной формы представления информации с выхода сумматора.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Введение

Научно-технический прогресс, определяющий мощный подъем общественного производства, в значительной степени обусловлен широким внедрением достижений электроники во все отрасли народного хозяйства. Прогресс в области вычислительной техники и радиоэлектроники связан с достижениями микроэлектроники в создании интегральных схем малой, средней, большой и сверхбольшой степени интеграции. Появление микропроцессорных БИС позволило из-за их дешевизны, малых габаритов, массы, мощности потребления и свойства программируемости функций решить проблему разработки малого числа БИС для большого числа применений, внедрить вычислительную технику в те области, в которых ранее она не использовалась.

Необходимость повышения технического уровня вычислительной техники, приборов и средств автоматизации, связи, робототехники на основе новейших достижений микроэлектроники отмечается правительством многих стран.

Промышленностью освоены и выпускаются много типов микропроцессоров, благодаря которым обеспечены исключительные преимущества цифровым методам обработки информации. Однако существуют аналоговые сигналы, которые надо принимать, обрабатывать, хранить и отдавать пользователю. Важное значение принимает проблема связи аналоговых объектов с цифровыми управляющими машинами, в частности вопросы преобразований, нормализации сигналов, методы и средства передачи аналоговых сигналов по линии связи при наличии помех и т.д. Применение микропроцессоров и микроЭВМ для сбора данных и управления производственными процессами вызывает ряд проблем аналогово-цифрового преобразования сигналов, которые должен решать пользователь.

Для обработки аналоговых и цифровых сигналов разработана большая номенклатура микросхем, среди которых можно отметить генераторы, усилители, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, модуляторы, компараторы, переключатели тока и напряжения. Элементы выборки и хранения, фильтры. Вторичные источники питания. Центральные процессорные элементы. Устройства управления вводом-выводом, программируемые параллельные и последовательные интерфейсы, контроллеры прямого доступа к памяти, магистральные приемопередатчики, блоки микропрограммного управлении, приоритетного прерывания, запоминающие устройства и т.д. Большинство перечисленных схем и устройств являются функциональными составными частями микропроцессорных комплектов, в значительной степени определяя архитектуру ЭВМ.

1. Описательный раздел

1.1 Постановка задач

Разработать принципиальную электрическую схему цифрового умножителя положительных чисел в соответствии с заданной структурной схемой (лист 1). Предусмотреть ввод трехразрядного множимого (А) и двухразрядного множителя (В). Формирование левого сдвига при получении частичных произведений следует обеспечить с помощью регистра. Сложение частичных произведений выполнит сумматор.

Обеспечить последовательный ввод информации в линию связи, предварительно осуществив преобразование параллельной формы представления информации с выхода сумматора в последовательную для выхода линию. Для такого преобразования использовать регистр ППД.

электрический умножитель преобразование счетчик

2. Расчётный раздел

2.1 Умножитель чисел А и В

Разберём процесс умножения двоичных чисел на примере умножения чисел А=6 и В=3, заданных в десятичной системе.

Представим числа 6 и 3 в двоичной системе счисления и обозначим их разряды соответственно А4, А3, А2, А1 и В4, В3, В2, В1:

6₍₁₀₎ = 0 1 1 0₍₂₎ четыре разряда или 1 1 0 три разряда

А4 А3 А2 А1 А3 А2 А1

3₍₁₀₎ = 0 0 1 1₍₂₎ четыре разряда или 1 1 два разряда

В4 В3 В2 В1 В2 В1

Выполним умножение:

1 1 0

1 1

1 1 0 1 1 0

1 0 0 1 0

Запишем в принятых обозначениях:

А3 А2 А1

1 1 0 А

1 1 В

В2 В1

А3В1 А2В1 А1В1

1 1 0 первое частичное произведение

1 1 0 второе частичное произведение

А3В2 А2В2 А1В2

1 0 0 1 0 произведение

S4 S3 S2 S1 S0

Произведение образуется, как сумма первого и второго частичных произведений, здесь разряды обозначены соответственно как разряды суммы S4, S3, S2, S1, S0.

2.2 Синтез шифратора

Шифратор (называемый также кодером) - устройство, осуществляющее преобразование десятичных чисел в двоичную систему счисления. Пусть в шифраторе имеется m входов, последовательно пронумерованных десятичными числами (0,1,2,3,…, m-1) и n выходов.

Подача сигнала на один из входов приводит к появлению на выходах n-разрядного двоичного числа, соответствующего номеру возбуждённого входа.

Условно - графическое изображение шифратора приведено на рисунке 1.

Слева показаны 10 входов, обозначенных десятичными цифрами 0, 1… 9.

Справа показаны выходы шифратора; цифрами 1, 2, 4, 8 обозначены весовые коэффициенты двоичных разрядов, соответствующих отдельным выходам.

Размещено на

Рисунок 1 - УГО шифратора

Таблица 1 - Таблица истинности

Десятичное число	Двоичный код 8 4 2 1
	Х8	Х4	Х2	Х1
0	0	0	0	0
1	0	0	0	1
2	0	0	1	0
3	0	0	1	1
4	0	1	0	0
5	0	1	0	1
6	0	1	1	0
7	0	1	1	1
8	1	0	0	0
9	1	0	0	1

Шина, на которой действует активный логический сигнал изображена на схеме другим цветом. Для элемента «И-НЕ» активным является сигнал логического нуля.

Выберем для схемы шифратора следующие микросхемы серии К155:

DD1 K155ЛА3

DD2 K155ЛА3

DD3 1/2 K155ЛА3

DD4 K1 55ЛА2

DD5 К155ЛА1

2.3 Выбор счётчика

Счетчик в схеме умножителя используется с целью представления числа В=3 в двоичном коде.

Числа в счетчике представляются определенными комбинациями состояний триггеров. При поступлении на вход очередного уровня логической единицы в счетчике устанавливается новая комбинация состояний триггеров, на единицу большая предыдущего числа.

Рисунок 2 - УГО счетчика

Приведем назначение выводов счетчика:

1,14 - входы счётные;

2,3 - входы установки 0;

12,9,8,11 - выходы;

5 - Un;

10 - общий;

4,6,7,13 - не задействованы.

Так как промышленностью выпускаются счетчики с минимальным коэффициентом пересчета, равным 16, то выбираем простейшую микросхему К155ИЕ5.



Рисунок 3. Схема подключения счетчика

Так как ёмкость выбранного счётчика равна 16 и превышает значение В=3, то необходимо сделать так чтобы счётчик сбрасывался в 0 после каждого третьего импульса. Для этого...