Лабораторная работа № 7 Моделирование и исследование работы операционных узлов различных типов с использованием программы Electronics Workbench Цель работы Целью лабораторной работы является получение практических навыков в построении и контроле работоспособности таких операционных узлов как регистры, сумматоры и счетчики, а также исследование различных схем методом моделирования с использованием программы Electronics Workbench. Краткое описание и знакомство с программой П рограмма Electronics Workbench предназначена для построения электронных схем любой сложности (аналоговых и цифровых) с последующей проверкой их работы методом моделирования. Электронная база, заложенная в программе, содержит большое число элементов, схем и узлов цифровой и аналоговой техники, выполненных в виде микросхем. Для ознакомления с возможностью программы и методами моделирования работы электронных схем необходимо использовать материал, изложенный в аналогичном пункте описания лабораторной работы 5. Общие сведения об операционных узлах бортовых цифровых вычислительных устройств В бортовых цифровых вычислительных устройствах используются схемы, которые предназначены для выполнения различных операций над двоичными кодами чисел в целом, т.е. над всеми разрядами числа. Такие схемы принято называть операционными узлами. Узлы строятся из логических элементов и элементов памяти. В общем случае, операционные узлы используются для приема и временного хранения кодов, для преобразования кодов из одного вида в другой, для передачи кодов в заданные моменты времени в другие узлы бортовых устройств, для увеличения или уменьшения значений кодов путем их сдвига в сторону старших или младших разрядов, для подсчета числа поступивших сигналов и преобразования их в цифровой код, для суммирования многоразрядных чисел и т.д. К операционным узлам обычно относят регистры, счетчики и сумматоры, широко используемые при построении основных устройств бортовых цифровых вычислительных машин (оперативной и постоянной памяти, процессоров, контроллеров (управляющих устройств) и т.д. Регистры Регистром называется узел бортового цифрового устройства, предназначенный для приема, временного хранения и выдачи в необходимые моменты времени кодов машинных слов (чисел, команд). Моменты времени задаются специальными сигналами или синхроимпульсами, определяющие временные интервалы или такты. Кроме указанных выше функций, в регистрах в ряде случаев производится преобразование информации путем сдвига содержимого регистров на определенное количество разрядов вправо или влево. Такие регистры называются сдвигающими или сдвиговыми.. Регистры для временного хранения информации могут быть построены на однотактных или двухтактных триггерах любых типов с применением логических схем для записи и считывания информации в прямом или инверсном кодах. Если на входы регистра поступают только прямые коды чисел, то их запись происходит за два такта. В первом такте осуществляется установка триггера в исходное нулевое состояние, а во втором такте - непосредственно запись информации. Такие регистры называются регистрами с однофазными входами. Схема регистра представлена на рисунке 7.1. Недостатком таких регистров является необходимость в дополнительном времени на «очистку» регистра от ранее записанной информации. Достоинство же заключается в использование минимального количества линий при записи информации, равное разрядности кодов. Для повышения быстродействия регистров применяются схемы с парафазными входами и входами синхронизации. В таких регистрах запись новой информации осуществляется без предварительной установки его в нулевое состояние (см. рисунок 7.2). Сдвигающие регистры кроме запоминания кодов осуществляют их сдвиги влево или вправо на необходимое количество разрядов относительно исходного значения кода. Сдвиг кодов является одной из важнейших микроопераций, применяемой в БЦВМ, и широко используется при выполнении таких операций как ум...