На микросхемах 4-разрядного сумматора 555ИМ6
Арифметическо-логическое устройство
Арифметическо-логическое устройство (АЛУ) предназначено для выполнения над двоичными числами различных арифметических и логических операций и является составной частью любого микропроцессора.
ИМС АЛУ 555ИП3 (561ИП3) изображена на рисунке 2.48. На вход подаются два 4-разрядных числа А и В.
Рисунок 2.48 – АЛУ 555ИП3
При М=0 АЛУ выполняет арифметические операции, при М=1 – логические. Логические операции выполняются поразрядно. Тип операции задается 4-разрядным кодом SE. Т. о. АЛУ может выполнять 16 арифметических и 16 логических операций. Таблица истинности приведена в [1], [3].
Если не требуется высокого быстродействия, то увеличение разрядности достигается соединением выхода CR со входом С R как в сумматоре. При необходимости высокого быстродействия применяется специальная микросхема - схема ускоренного переноса (СУП) (англ. – С RU – carry unit), изображенная на рисунке 2.49. Одна такая ИМС 555ИП4 обслуживает четыре ИМС АЛУ. Схема подключения показана на рисунке 2.50. Схемы каскадного включения СУП для большего числа разрядов приведены в [1].
Рисунок 2.49 – Схема ускоренного переноса 555ИП4
Рисунок 2.50 – Увеличение разрядности АЛУ при помощи схемы ускоренного переноса
Последовательностные схемы
Последовательностные схемы (автоматы) – это схемы, выходные сигналы которых зависят не только от входных сигналов, но и от внутреннего состояния схемы в данный момент времени. Последовательностные схемы всегда имеют обратные связи. Теория построения и описания таких схем изучается в дисциплине «Теория автоматов».
|
|
|
Триггеры
Триггер является основным элементом последовательностной логики. Триггер - это устройство с двумя устойчивыми состояниями равновесия, предназначенное для записи и хранения информации.
Как правило, триггер имеет два выхода: прямой Q и инверсный 
. Число входов зависит от выполняемых функций. По способу записи информации триггеры делятся на асинхронные и синхронные. В асинхронных триггерах информация может изменяться в любой момент времени при изменении входных сигналов. В синхронизируемых триггерах информация на выходе может изменяться только в определенные моменты времени, задаваемые дополнительным синхронизирующим сигналом.
Асинхронный RS-триггер на элементах ИЛИ-НЕ
Асинхронный RS-триггер может быть построен на двух элементах ИЛИ-НЕ, охваченных цепями обратных связей. Схема и условное обозначение его показаны на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Асинхронный RS-триггер на элементах ИЛИ-НЕ
|
|
|
Триггер имеет два входа: S (от англ. set - установка) и R (reset - сброс).
Рассмотрим его работу. Активным уровнем на входе триггера является состояние логической «1».
Пусть на обоих входах уровни сигналов не активны, т. е. S = R = «0». Тогда триггер находится в одном из устойчивых состояний Q = «0» = «1» или наоборот, Q = «1» = «0», в чем легко убедиться по схеме. Теперь, пусть на входе S уровень равен 1. Тогда = «0», и, следовательно, Q = «1». Триггер установлен. Единица на выходе Q, в свою очередь, по цепи обратной связи поддерживает выход в состоянии «0».
По этой причине триггер будет находиться в состоянии «1» даже после снятия лог. «1» на выходе S. После того, как на вход S будет подан неактивный уровень - лог. «0», триггер будет находиться в состоянии хранения информации.
В силу симметрии схемы, аналогичные процессы будут происходить при подаче активного сигнала логической «1» на вход R. Триггер будет сброшен (т. е. установлен в состояние «0»).
Состояние, когда на оба входа подан активный уровень (т. е. S = R = «1»), является запрещенным и в работе не используется. Как легко видеть из схемы, в этом случае на обоих выходах схемы будет состояние лог. «0», т. е. выходы не являются инверсными друг другу.
|
|
|
Работа триггеров (и других последовательностных устройств) описывается так называемой диаграммой состояний. Состояние после воздействия входных сигналов обозначаются Q n+1 (т. е. в n+1-й момент времени), а состояние до воздействия входных сигналов – Q n. (Либо, соответственно,Q n и Q n -1).
Диаграмма состояний асинхронного RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ:
| S | R | Qn+1 | Режим |
| 0 | 0 | Qn | Запрещенное состояние |
| 0 | 1 | 0 | Установка |
| 1 | 0 | 1 | Сброс |
| 1 | 1 | X | Хранение |
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 361; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!