Лабораторная работа № 6 Исследование преобразователей кодов на сумматорах

Цель работы: изучить принцип построения различных схем на сумматорах и научиться их проектировать. Освоить методику моделирования комбинационных схем, преобразователей кодов с помощью прикладных программ.

6.1 Теоретическое введение

Лабораторная работа состоит из двух частей: первая часть выполняется на компьютере в пакете Multisim, вторая в пакете Max+ Plus2.

При подготовке к работе необходимо: проработать теоретический материал и конспект лекций; проанализировать суть индивидуального задания (таблица 1) и в соответствии с ним произвести экспериментальные исследования комбинационных схем, предварительно ознакомившись с описанием предложенных пакетов.

Сумматоры предназначены для выполнения операций сложения и вычитания как двоичных, так и десятичных чисел, а также используются при построении цифровых устройств, предназначенных для выполнения более сложных арифметических операций и в различных электронных устройствах обработки информации.

В данной лабораторной работе изучается методика синтеза, анализа и экспериментального исследования схем на полусумматорах и сумматорах. Лабораторная работа направлена на приобретение навыков функционального синтеза устройств на примерах построения взаимных преобразователей кодов, пороговых схем (ПС) и мажоритарных элементов (МЭ).

Взаимные преобразования кодов двоичных чисел (прямого, обратного, дополнительного и т.п.) применяют при выполнении арифметических операций с двоичными числами, например вычитания. В лабораторной работе рассматриваются вопросы их построения, как функционально законченных комбинационных схем (КС).

ПС и МЭ широко используют при построении систем автоматики.

Построение ПС и МЭ на логических элементах (ЛЭ) сопряжено с получением сложных переключательных функций, включающих десятки - тысячи логических операций. Существенное упрощение достигается при функциональном синтезе указанных КС на сумматорах. В лабораторной работе рассматривается методика такого синтеза.

В результате проведения лабораторной работы студент должен:

- усвоить основы методики синтеза КС на сумматорах;

- уметь синтезировать на сумматорах следующие КС: ПС и МЭ; взаимные преобразователи кодов;

- иметь представление о возможностях и целесообразности применения сумматоров при синтезе сложных КС определенного класса.

Таблица 6.1 Задание к лабораторной работе

№ варианта	Пороговая схема	Мажоритарный элемент	Преобразо-ватель	Рекомендованные к использованию микросхемы
	3/12	13	*3	FULL_ADD(74183)/ HALF_ADD(-)/-(-)
	4/12	11	*4	FULL_ADD(74183)/ HALF_ADD(-)/-(-)
	5/12	9	*5	FULL_ADD(74183)/ HALF_ADD(-)/-(-)
	6/12	7	*6	FULL_ADD(74183)/ HALF_ADD(-)/-(-)
	7/12	5	*1	FULL_ADD(74183)/ HALF_ADD(-)/-(74184)
	8/12	13	*2	FULL_ADD(74183)/ HALF_ADD(-)/-(74185)
	10/12	11	*3	FULL_ADD(74183)/ HALF_ADD(-)/-(-)
	11/12	9	*4	FULL_ADD(74183)/ HALF_ADD(-)/-(-)
	12/12	7	*5	FULL_ADD(74183)/ HALF_ADD(-)/-(-)
	2/9	5	*6	FULL_ADD(74183)/ HALF_ADD(-)/-(-)
	4/9	13	*1	FULL_ADD(74183)/ HALF_ADD(-)/-(74184)
	5/9	11	*2	FULL_ADD(74183)/ HALF_ADD(-)/-(74185)
	6/9	9	*3	FULL_ADD(74183)/ HALF_ADD(-)/-(-)
	8/9	7	*4	FULL_ADD(74183)/ HALF_ADD(-)/-(-)
	1/12	5	*5	FULL_ADD(74183)/ HALF_ADD(-)/-(-)
	2/12	13	*6	FULL_ADD(74183)/ HALF_ADD(-)/-(-)

Примечания:

1) В таблице применены следующие обозначения:

*1 - преобразователь двоично-десятичного кода в двоичный код,

*2 - преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код,

*3 - преобразователь прямого кода в дополнительный код,

*4 - преобразователь дополнительного кода в прямой код,

*5 - преобразователь двоичного кода в код Грея.

*6 - преобразователь кода Грея в двоичный код.

2) Микросхемы, указанные без скобок следует применять в пакете Multisim, в скобках – Max+ Plus2. Если схема собирается в Max+Plus2, то при необходимости в качестве полусумматора можно воспользоваться микросхемой 74183 при этом не задействовав один из входов для каждого из «встроенных» полных сумматоров.