Сумматоры и арифметико-логические устройства

Полусумматор это комбинационная схема которая выполняет операцию арифметического суммирования двух одноразрядных двоичных чисел без учета переноса из младшего разряда. Использование сумматоров На основе одноразрядных полусумматора и полных сумматоров можно построить разрядный полный сумматор путем последовательного соединения схем сумматоров по линиям передачи сигнала переноса рис. последовательно соединяя выход переноса микросхемы суммирующей младшие разряды со входом переноса микросхемы суммирующей старшие разряды...

2015-01-14

219.59 KB

56 чел.


Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск


3

PAGE  4

Дисциплина «Микроконтроллеры в системах управления», 3-й курс, семестр 6.  Модуль 1 – Тема 7

Модуль 1 – Тема 7  

Сумматоры и арифметико-логические устройства

7.1  Принципы построения сумматоров

Сумматор – комбинационное устройство, построенное на логических элементах и предназначенное для арифметического сложения двоичных чисел (двух -разрядных двоичных кодов). На электрических схемах сумматор обозначается как SM.

Особенность арифметического сложения состоит в том, что учитывается перенос из младшего разряда при суммировании текущего разряда, и формируется перенос в следующий разряд суммы (см. рис. 7.1) – в отличие от логического сложения, при котором перенос не формируется.

Рисунок 7.1 – Принцип арифметического сложения двоичных чисел

В цифровой схемотехнике различают два вида устройств суммирования – полусумматор и полный сумматор. Таблица истинности полусумматора показана на рис. 7.2-а,  полного сумматора на рис. 7.2.-б.

Рисунок 7.2 – Таблицы истинности полного сумматора (а) и полусумматора (б).

Полусумматор это комбинационная схема, которая выполняет операцию арифметического суммирования двух одноразрядных двоичных чисел без учета переноса из младшего разряда. Формируются разряды  (сумма) и  (перенос).

Логические функции для полусумматора в соответствии с рис. 7.2:

- элемент «исключающее ИЛИ» (XOR);

  

Таким образом, схема полусумматора получается в виде (рис. 7.3):

Рисунок 7.3 – Реализация и графическое обозначение полусумматора

Логическая схема полного сумматора получается на основе двух полусумматоров и может быть представлена в виде (рис. 7.4):

Рисунок 7.4 – Логическая схема и графическое обозначение полного сумматора

7.2  Использование сумматоров

На основе одноразрядных полусумматора и полных сумматоров можно построить -разрядный полный сумматор путем последовательного соединения схем сумматоров по линиям передачи сигнала переноса (рис. 7.5).

Рисунок 7.5 – Схема построения -разрядного сумматора

Сумматор в интегральном исполнении обычно 4-разрядный. Типовое обозначение четырехразрядного сумматора в интегральном исполнении показано на рис.7.6. Если такая микросхема используется как 4-разрядный сумматор, то входную линию    нужно подключить к цепи «Общий», т.е. подать на нее сигнал «0». Микросхемы сумматоров каскадируют для наращивания разрядности таким же образом, как и отдельные сумматоры, т.е. последовательно соединяя выход переноса микросхемы, суммирующей младшие разряды, со входом переноса микросхемы, суммирующей старшие разряды.

Рисунок 7.6 – Графическое обозначение 4-х разрядного сумматора

Быстродействие сумматора ограничивается задержкой переноса:

Для повышения быстродействия применяют сумматоры с ускоренным (параллельным) переносом и специализированные микросхемы – т.н. схемы ускоренного переноса.

7.3. Арифметико-логические устройства (АЛУ)

АЛУ - это специальное комбинационное устройство в интегральном исполнении, которое выполняет набор действий по обработке многоразрядных данных, причем текущее выполняемое действие определяется комбинацией сигналов на управляющих входах. 

Блок АЛУ является основным элементом процессоров и микропроцессоров, где используется в сочетании с регистрами и другими управляющими блоками.

Микросхемы АЛУ различных серий функционально похожи, в том числе и по назначению выводов. Возможности работы с АЛУ рассмотрим на примере  микросхемы серии ТТЛ с обозначением К155ИПЗ  (рис. 7.7).

Данная ИМС реализует действия над двумя четырехразрядными числами.

Назначение выводов этой микросхемы:

А0…А3 – информационные входы – код первого операнда;

В0…В3 – информационные входы – код второго операнда;

V0…V3 – управляющие входы;

– вход переноса из предыдущего разряда;

М – вход для выбора группы операций:

 при М=0 – арифметические, при  М=1 – логические;

F0…F3 – выходной код результата операции;

(А=В) –  сигнал-признак равенства кодов А и В;

– сигнал переноса из старшего разряда результата;

G – выход образования переноса;  -  выход распространения переноса (нужны при использовании схем ускоренного переноса).

Рисунок 7.7 – Обозначение микросхемы четырехразрядного АЛУ

К выходам G и P обычно подключают специальную микросхему – блок ускоренного переноса (БУП). Такой подход применяется для построения многоразрядного АЛУ с ускоренным переносом.

Вид операции, выполняемой АЛУ в конкретный момент времени, задается кодом . Этот код пятиразрядный, следовательно, возможно задание 32 операций: 16 логических и 16 арифметических. Полную таблицу операций для АЛУ конкретной серии можно найти в справочной литературе.

Автор конспекта  доцент каф. 301  Джулгаков В.Г.



 

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.
8332. Логические операции. Базовая конфигурация PC. Внутренние устройства. Устройства, располагаемые на материнской плате. Шинные интерфейсы. Периферийные устройства PC 359.86 KB
  Внутренние устройства. Устройства располагаемые на материнской плате. Периферийные устройства PC Логические операции В компьютерных программах используются операции: И пересечение или конъюнкция ^B. Базовая конфигурация PC В базовой конфигурации PC рассматривают 4 основных устройства: системный блок монитор клавиатура графический манипулятор мышь .
6489. Логические элементы и логические функции 184.65 KB
  1 Классификация электрических сигналов Основная задача любого электронного устройства – обработка информации которую несут в себе электрические сигналы. В самом общем виде электрические сигналы можно классифицировать следующим образом: аналоговые – напряжение и токи непрерывно изменяющиеся во времени; информация содержится в амплитуде частоте или фазе сигналов; дискретные – импульсные – скачкообразно изменяющиеся сигналы; информация содержится в амплитуде частоте или форме импульсов; дискретные – цифровые – сигналы амплитуда которых...
198. Сумматоры 650.3 KB
  Сумматоры – это КЦУ, выполняющие арифметическое (в противоположность логическому) сложение и вычитание чисел. Они имеют самостоятельное значение и являются также ядром схем арифметико-логических устройств (АЛУ), реализующих ряд разнообразных операций и являющихся непременной частью всех процессоров.
193. Логические элементы 384.14 KB
  Определение логических элементов Логические элементы ЛЭ – это электронные схемы реализующие простейшие логические операции. Классификация логических элементов 1.15 показаны УГО логических элементов по европейскому стандарту DIN которые не сильно отличаются от обозначений по российскому стандарту. EmitterCoupled Logic ECL] используемая в МС с высокой скоростью переключения элементов 052 нс; инжекторноинжекторной логики И2Л с инжекционным питанием; на МДПтранзисторах МДП = МеталлДиэлектрикПолупроводник [англ.
4449. Логические основы ЭВМ 40.08 KB
  Основы математической логики; логические законы. Основные логические элементы; логические схемы. Полусумматор, сумматор. Триггер.
10477. Логические основы компьютера 10.94 KB
  Вовторых булева алгебра делает это таким образом что сложное логическое высказывание описывается функцией результатом вычисления которой может быть либо истина либо ложь 1 либо 0. Логическое высказывание: это высказывание относительно которого можно однозначно сказать истинно оно или ложно. Например высказывания Париж столица Франции и Париж столица Англии это логические высказывания так как относительно каждого можно сказать что первое высказывание истинно а второе ложно. Что такое простое логическое высказывание Это фразы...
2745. Логические элементы в Workbench 135.54 KB
  Нарисуем моделируемую схему в программе ElectronicsWorkbench После запуска схемы в логическом анализаторе получили следующее Составим таблицы истинности по 4 значения из логического анализатора и по ним определим название логических элементов...
8888. ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АРГУМЕНТАЦИИ 20.21 KB
  Суждения используемые при обосновании тезиса. В качестве аргументов выступают посылки а в качестве тезиса – заключение вывода. ДОКАЗАТЕЛЬСТВО это аргументация в которой осуществляется полное обоснование истинности некоторого суждения тезиса путем выведения его из других суждений аргументов принимаемых за истинные. Иными словами при прямом доказательстве истинность тезиса непосредственно следует из истинности аргументов тезис является логическим следствием аргументов.
78. Объектная привязка. Логические функции 87.88 KB
  Цель работы: приобрести навыки настройки параметров и использования объектной привязки а также логических функций при разработке плоских чертежей. Установка параметров привязки для всего чертежа Вызов Главное меню TOOLS Object Snp Setings. Выбор режима привязки в процессе черчения.
2153. ЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСПОЗНАВАНИЯ И РАСПОЗНАВАНИЕ КРИВЫХ 61.37 KB
  Логические методы основаны на установлении логических связей между признаками и состояниями объектов, поэтому будут рассмотрены только простые (качественные) признаки, для которых возможны лишь два значения (например 0 и 1). Точно также и состояния технической системы (диагнозы) в рассматриваемых методах могут иметь только два значения
© "REFLEADER" http://refleader.ru/
Все права на сайт и размещенные работы
защищены законом об авторском праве.