Лабораторна работа № 5 на тема "Изследване на мултиплексора и броячите" в дисциплината "Общи
Федерална агенция за образование GOU VPO
Саратовски държавен технически университет
Катедра "Техническа кибернетика и информатика"
Лаборатория #5
„Изследване на мултиплексор и броячи“
Комплект: ученик гр. УИТ-31
Цел на работата:изследване на работата на мултиплексора и асинхронните броячи.
1. Изследване на работата на мултиплексора
1. Определете кое логическо състояние на вход"E"е активно.
2. Изследване на асинхронни броячи.
2.1. Изследване на асинхронен двоичен брояч.
2.2. Изследване на работата на асинхронен брояч с коефициент на преобразуване "10".
Отговори на въпроси
1.Кои възли се наричат комбинирани възли
Комбинираните възли са възли, които не съдържат елементи на паметта. В такива възли всяка промяна в състоянието на входните сигнали предизвиква съответно изменение на изходните сигнали с минимално закъснение, в зависимост от скоростта на дадения възел.
2.Именувайте възлите на основните комбинации
Нека отделим следните комбинирани възли:
декодери и енкодери,
мултиплексори и демултиплексори,
цифрови сигнални компаратори,
суматори, аритметични логически устройства.
3.Кой стандартен възел има до 2nизхода с n входа и опишете работата му.
Декодерът е комбиниран възел или комбинирана верига, която има до 2n изхода с n информационни входа и преобразува паралелнидвоично число към унитарен код.
4.Какви типове входове могат да имат комбинираните възли и каква е тяхната цел
5. Какво е мултиплексор и как работи
Нека разгледаме мултиплексор тип 8→1 (осем входа, един изход), чийто символ е предложен на фигура 9. На тази фигура са дадени сигналите на входовете за избор и управление. Комбинацията от сигнали на входовете за избор съответства на десетичната цифра 5, т.е. мултиплексорът предава информация от входаx5 към изхода. Мултиплексорът изпълнява функцията:
6. Какво е енкодер
Шифровачите преобразуват унитарен код в паралелен двоичен код, т.е. те извършват операция, която е обратна на дешифрирането.
С n изхода най-простият пълен енкодер трябва да има 2n входа.
7. Защо се нуждаем от изход за "групово прехвърляне" в енкодера
Активен сигнал на този изход се появява само когато поне един от входовете получи активен сигнал. С това решение четенето на информация от изходите на енкодера се извършва само ако има активен сигнал на изхода на груповия трансфер, което гарантира еднозначно преобразуване на унитарен код в паралелен двоичен код.
Това помага да се избегне същата комбинация от изходни сигнали.
8. Какво е демултиплексор и как може да бъде реализиран на декодер?
9. Какви входове и изходи има чипът за сравнение на цифров сигнал?
Вериги за сравнение (или компаратори) на кодове са предназначени да сравняват две двоични числа и да генерират резултата от сравнението под формата на цифрови сигнали. Има сравнения за равенство и за неравенство.
Когато сравнявате за равенство, побитовосравнение на две числа, което след това прави възможно формирането на активен сигнал на изхода на цялата верига, когато входните числа са равни. Функционирането на веригата за всяка категория е предмет на таблицата на истината, предложена в таблицата. В тази таблицаai,biса входни променливи с едно и също име за числата A и B,ziе изходната променлива за цифрата номер i
10. Обяснете принципа на изграждане на сложен декодер на базата на набор от прости декодери.
Нека имаме на разположение пълни (броят на изходите е 2n с n информационни входа) тип 2→4 декодери (два входа - четири изхода). Необходимо е да се изгради декодер, който има 4 информационни входа и 16 изхода, тоест декодер тип 4→16. Пример за конструиране на такъв декодер и символ за микросхема, която реализира такъв декодер, са показани на фигура 7. В зависимост от състоянията на сигналитеx3иx2, ако има разрешение за работаEна декодера DD1 на входа, се формира единица на един от четирите изхода на този декодер. Това води до факта, че само един от изходните декодери ще реагира на комбинацията от сигнали на входоветеx0иx1. Само избраният декодер ще генерира такъв на един от своите изходи, чийто брой се определя от сигналитеx0иx1. Например, нека входоветеx3x2x1x0съдържат числото 1011. Входоветеx3x2съдържат комбинацията 10, която съответства на десетичното число 2.
Следователно на изхода 2 на декодера DD1 ще се генерира активен сигнал, равен на единица. Ще бъде допуснат да работи само декодера DD4, който получава активно ниво на вход Е. На входоветеx1x0има числото 11, което в десетичен вид съответства на числото 3. На третияизходът на избрания декодер DD4 ще формира единица, тоест активен сигнал. На останалите изходи на избрания декодер ще има нула по същия начин, както на изходите на неизбраните декодери DD2, DD3, DD5. Тоест само на изходаy11има активен сигнал. Ако преведем даденото двоично число 1011 в десетичната система, ще получим номера на избрания изход в десетичната система: 11. Процедурата за преобразуване на двоичното число, като се вземат предвид теглата на цифрите, е предложена по-долу.
10112 = 23 + 21 + 20 = 1110.
12. Как се обозначават информационните входове на декодера и входовете за избор на мултиплексора?
13. Защо е необходим входът „Разрешаване“ за декодера и мултиплексора и как тези възли ще работят с пасивен сигнал на този вход?
Само ако на този вход има активен сигнал, декодерът извършва необходимото преобразуване, тоест на един от изходите ще се появи активен сигнал. Ако сигналът на входа за разрешаване е пасивен, тогава се наблюдава пасивен сигнал на всички изходи на декодера. Нека активният сигнал на входа E е 1, тогава горните функции, описващи поведението на декодера, трябва да бъдат коригирани чрез добавяне на сигнала E, както следва:
; ; ; ;
; ; ; .
Заключение: изследвани са софтуерните модели на multiscor и асинхронни броячи.