Разработка схемы устройства, выполняющего функцию восьмиразрядного синхронного реверсивного сдвигающего регистра - Курсовая работа

При разработке должны быть учтены такие вопросы, как: выполняемые операции сдвига регистра, выбор типа используемых триггеров, базис элементов, используемых при разработке схемы, синтез выбранного триггерного устройства. В теории, регистры являются своеобразными ячейками памяти, которые используются для хранения информации разной разрядности.Регистры строятся на базе синхронных одно-и двухступенчатых RS и D-триггеров. По способу приема и выдачи информации регистры делятся на следующие группы: с параллельным приемом и выдачей, с последовательным приемом и выдачей, с последовательным приемом и параллельной выдачей, с параллельным приемом и последовательной выдачей, комбинированные, с различными способами приема и выдачи, и реверсивные. Изменение хранящейся информации в регистре памяти (запись новой информации) осуществляется после установки на входах D0...Dm новой цифровой комбинации(информации) при поступлении определенного уровня или фронта синхросигнала (синхроимпульса) C на вход “С” регистра. Регистры памяти могут быть реализованы на D-триггерах, если информация поступает на входы регистра в виде однофазных сигналов и на RS-триггерах, если информация поступает в виде двухфазных сигналов. Регистры сдвига обычно реализуются на D-триггерах (рисунок 2,а) или на RS-триггерах (рисунок 2,б), где для ввода информации в первый разряд включается инвертор (первый разряд представляет собой D-триггер).В этой главе пояснительной записки будут подробно рассмотрены следующие вопросы: а) Разработка логического устройства. б) Постановка задачи и выбор методики расчета. в) Разработка и расчет схемы логического устройства управления. г) Синтез устройства выбранного типа.В данной работе необходимо разработать логическое устройство, выполняющее функцию восьмиразрядного синхронного реверсивного сдвигающего регистра. Регистр, как устройство для хранения и преобразования цифровой информации, можно рассматривать как совокупность элементов памяти (триггеров) и комбинационной схемы, которая управляет работой этих элементов. В связи с этим, процесс проектирования регистров можно разделить на два этапа - проектирования схемы управления и проектирования триггерных устройств. Сам процесс проектирования схемы можно представить, как поэтапное преобразование описания работы регистра; от словесного описания до формального описания сигналов, управляющих работой триггера, которое позволяет построить схему, формирующую требуемые сигналы.Выбор типа операций, выполняемой регистром, осуществляется с помощью сигналов управления, количество которых определяется по формуле 1: , (1) Учитывая регулярный характер структуры сдвигающих регистров, описание работы всего регистра можно свести к описанию поведения только одного i-го разряда этого регистра. Далее, исходя из состояний регистра и приняв во внимание переменную y, отвечающую за выбор операций регистра строим таблицу истинности (таблица 2) работы регистра сдвига. Данные таблицы 2 позволяют представить описание работы регистра в виде карты Карно для четырех переменных (таблица 3). Поскольку типы переходов выходного сигнала триггера полностью определяются значениями входных сигналов триггера (т.е. словарным описанием триггера), как показано в таблице 4, то подставив в карту Карно (таблица 3) вместо обозначений типов переходов значения выходных сигналов, которые обеспечивают требуемый тип перехода можно определить карту Карно, описывающую логику формирования входных сигналов триггера, выполняющего функции i-го разряда проектируемого регистра.Пользуясь картами Карно, приведенными в таблицах 5-7, строим СДНФ функции, используя формулы 2-4: ,(2) где - переменная отвечающая за сигнал, поступающий на R вход RS-триггера. y - переменная отвечающая за выбор операции сдвига. , (3) где - переменная отвечающая за сигнал, поступающий на S вход RS-триггера. y - переменная отвечающая за выбор операции сдвига. , (4) где - переменная отвечающая за сигнал, поступающий на T вход T-триггера. y - переменная отвечающая за выбор операции сдвига. переменная отвечающая за сигнал, поступающий на R вход RS-триггера. y - переменная отвечающая за выбор операции сдвига. , (6) где - переменная отвечающая за сигнал, поступающий на S вход RS-триггера. y - переменная отвечающая за выбор операции сдвига.Необходимо синтезировать синхронный RS-триггер. Для удобства, легче сначала спроектировать асинхронный RS-триггер, а потом добавить туда синхровход. Алгоритм синтеза RS-триггера включает в себя следующие операции: а) построение таблицы истинности, включающей в себя все входные и выходные состояния триггера; Для начала надо построить таблицу истинности (таблица 8). По таблице истинности составляем карту Карно , представленную на рисунке 6.Целью данного курсового проекта являлась разработка схемы устройства, выполняющего функцию восьмиразрядного синхронного реверсивного регистра. При разработке были учтены такие вопросы, как: выполнение регистром двух операций сдвига, выбор типа используемых триггеров, был соблюден базис элементов, испо

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Основные сведения о регистрах

2. Разработка устройства

2.1 Разработка логического устройства

2.2 Постановка задачи и выбор методики расчета

2.3 Разработка и расчет схемы логического устройства

2.4 Синтез устройства выбранного типа

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Схема восьмиразрядного регистра сдвига

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Временные диаграммы

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Временные диаграммы