Арифметические и логические основы ЦУМП

ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА И МИКРОПРОЦЕССОРЫ

Задания на контрольную работу

и методические указания к её выполнению

для студентов РЭФ

заочной формы обучения

Новосибирск

68I.325.5-I8I.4(07)

Составители:

А.М.Сажнев, канд.техн.наук, доц.

А.В.Никулин, ассистент

Рецензент

Работа подготовлена на кафедре радиоприемных

и радиопередающих устройств

© Новосибирский государственный

технический университет, 2016 г.

Оглавление

1. Общие положения…………………………………………..4

2. Выбор варианта задания……………………………………4

3. Задание на контрольную работу…………………………..4

3.1. Арифметические и логические основы ЦУМП………….4

3.2. Синтез счетчика……………………………………………7

4. Методические указания и пояснения к работе…………….9

4.1. Двоичные счетчики……………………………………….9

4.2. Счетчики с произвольным основанием…………………13

5. Оформление контрольной работы………………………..16

6. Список литературы…………………………………………16

Приложение……………………………………………………17

Общие положения

Контрольная работа по курсу «Цифровые устройства и микропроцессоры» (ЦУМП) направлена на приобретение практических навыков по синтезу узлов цифровых вычислительных устройств и предполагает знание всех основных разделов теоретического курса. Этот курс включает: арифметические и логические основы цифровой техники, запись и схемную реализацию функций алгебры логики, комбинационные и последовательностные устройства, конечные автоматы, структуры микропроцессоров, микропроцессорных систем и принципы их программирования.

Каждый студент выполняет контрольную работу, состоящую из двух заданий:

Задание 1 – Арифметические и логические основы ЦУМП

Задание 2 – Синтез счётчика.

Выбор варианта задания

Номер варианта задания выбирается по четырем последним цифрам индивидуального шифра, из которых две первые есть номер группы, а две последние - номер студента в группе. Следует перемножить эти пары цифр и принять за номер варианта две последние цифры получен­ного результата. Например, студент, имеющий шифр 30221218, выпол­няет вариант 16 (12*18 = 216).

Контрольная работа, выполненная не по своему варианту, не засчи­тывается.

Задание на контрольную работу

Арифметические и логические основы ЦУМП

Задание содержит две задачи:

- выполнить арифметические преобразования в различных системах счисления;

- реализовать логическую функцию четырёх переменных.

Задача1. Выполнить следующие арифметические операции по преобразованию систем счисления:

а) исходное десятичное число (табл.1), содержащее целую и дробную

части, заданное в форме с фиксированной запятой (точкой), перевести

в двоичную, в двоично- десятичную (код 8421) и в

шестнадцатеричную системы счисления;

б) исходное число в 16-ричной системе счисления (табл.2) представить

в двоично-десятичной системе счисления (код 8421) и в десятичной

системе счисления;

в) исходные десятичные числа (табл. 3), перевести в двоично-

десятичную систему (код 8421), сложить алгебраически,

предварительно представив отрицательные числа в дополнительном

коде, а результат – в десятичной системе счисления;

г) исходное число из табл. 1 представить в форме с плавающейзапятой

(точкой) с точностью до четвертого десятичного знака после запятой.

Таблица 1

Продолжение таблицы 1

Таблица 2

Таблица 3

Задача2. Логическая функция четырёх переменных x1, x2, x3, x4 имеет истинное значение на тех наборах входных переменных, которые эквивалентны десятичным числам, указанным в табл. 4, т. е. заданы в числовом виде. Требуется:

а) построить таблицу истинности функции четырёх указанных переменных и записать для нее СДНФ и СКНФ.

б) минимизировать полученную функцию графическим методом Карно-Вейча и (или) аналитически, используя законы алгебры логики.

в) на основании полученной минимальной (тупиковой) формы

переключательной функции построить логическую схему на

микросхемах произвольной серии.

Таблица 4

3.2 Синтез счётчика

По своему номеру варианта из таблицы 5 выписывают исходные данные для расчёта: число разрядов счетчика, модуль счета, тип триггера и серия микросхем. По последней цифре номера варианта задания из таблицы 6 выписывают последовательность кодовых комбинаций, начиная с номера строки начала счета. Количество кодовых комбинаций равно модулю счёта (М). Эта последовательность является основой для синтеза счётчика.

Если у вас указаны два типа триггера, то два младших разряда выполняются на первом типе триггера, а остальные – на втором.

Если число разрядов счётчика равно 4, а в таблице 5 указаны пятиразрядные двоичные числа, то левый (старший) бит кода отбрасывается.

Если номер Вашего варианта превышает число 29, то из номера следует вычесть 30.

Таблица 5- Варианты заданий для синтеза счетчика

Таблица 6- Варианты смены состояний счетчика