Дослідження роботи регістрів. Звіт про виконання лабораторної роботи з Інші. Робота № 523880

Перехід до торгівельного партнера Binance

Дослідження роботи регістрів

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Інші

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2024

Тип роботи:

Звіт про виконання лабораторної роботи

Предмет:

Інші

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Звіт про виконання лабораторної роботи № 5 і 6 «Дослідження роботи регістрів» 1. Мета роботи Вивчення принципів побудови регістрів і регістрових схем, виконаних на інтегральних елементах з потенційним представленням інформації. 2. Загальні положення Призначення регістрів Регістр - це операційний вузол, який служить для запам’ятовування двійкових чисел (слів) і забезпечує в загальному випадку виконання наступних мікрооперацій: встановлення регістра в нуль (скидання); приймання слова з другого регістра, лічильника, суматора і т.д.; передача слова на другий регістр, суматор, лічильник і т.д.; перетворення кодів слів, що зберігаються в інверсних кодах; зсув слова вліво або вправо на потрібне число розрядів; перетворення послідовного коду в паралельний і навпаки; порозрядні операції кон’юнкції, диз’юнкції і додавання по mod 2. Регістри складаються з вузлів оперативної пам’яті-тригерів і логічних елементів. Термін “регістр” походить від лат. Registrum – список, перелік. У загальному випадку регістр - це блок тригерів і логічних елементів (ЛЕ) одного типу, що певним чином з’єднані між собою. 2.2 Класифікація регістрів Класифікувати регістри можна за різними ознаками, наприклад: ─ За способом керування на: Асинхронні регістри. Синхронні регістри. ─ За способом записування і видачі двійкових слів на: Паралельні регістри, в яких записування і видача слів здійснюється одночасно всіма розрядами. Послідовні регістри, в яких записування і видача слів здійснюється послідовно розряд за розрядом в напрямку від молодших розрядів до старших або навпаки. Універсальні (паралельно- послідовні) регістри, які забезпечують як паралельний, так і послідовний обмін інформацією. ─ За числом ліній для представлення значення одного розряду слова (біта інформації) на: Однофазні регістри, де значення кожного розряду слова передається по одній лінії зв’язку. Парафазні регістри, де значення кожного розряду слова передається по двох лініях (одночасно відображається пряме та інверсне значення розряду). ─ За числом тактів для записування слова на: Однотактні регістри. Двотактні регістри. Багатотактні регістри. ─ За складом мікрооперацій, які виконуються на: Установлювальні регістри. Регістри записування. Порозрядні регістри логіки і зсуву. Регістри перетворювання послідовного коду в паралельний і навпаки. 2.3 Функціональні схеми регістрів Схема паралельного однофазного регістра, який виконує перші дві мікрооперації із приведеного вище списку, а власне встановлення регістра в нуль (скидання) та приймання слова з другого регістра, лічильника, суматора і т.д. показана на рис.1. Рис. 1. Схема паралельного однофазного регістра На нульові входи всіх тригерів подається сигнал встановлення нульового стану (сигнал скидання) ПО. Після подачі цього сигналу всі тригери регістра будуть знаходитись в 0-му стані до моменту появлення на вхідних шинах слова, яке повинно бути записано і сигналу прийому слова П1. В тих розрядах, де Xi=1, відбудеться встановлення тригерів в одиничний сигнал. Там, де Xi=0, стан тригерів не змінюється. Видача інформації з регістра може відбуватися в прямому, інверсному і парафазному кодах. Зсувним регістром називають такий регістр, який виконує мікрооперацію зсуву, а також мікрооперації прийому і видачі слів. Якщо дві останні мікрооперації реалізуються тільки в крайніх розрядах регістра (1-м або n-м), то зсувний регістр називають також послідовним регістром. При зсуві слова в регістрі, розряди слова, що вийшли за границі розрядної сітки регістра втрачаються, а розряди, що звільнилися заповнюються нулями. Рис. 2. Схема регістра з видачею парафазного коду Регістр, котрий може здійснювати зсув слів як вліво, так і вправо, прийнято називати реверсним. Зсувний регістр реалізує і перетворення послідовного коду в паралельний і навпаки. При перетворенні послідовного коду в паралельний, запис слова в регістр відбувається синхронно із зсувом його вмістимого вліво, якщо послідовний код поступає зі старших розрядів, або вправо, якщо код поступає з молодших розрядів. Після заповнення всіх розрядів регістра слідує паралельна видача слова через елементи І, що підключені до виходів тригерів регістра. При перетворенні паралельного коду в послідовний інформація заноситься в регістр паралельним кодом, а потім слідує серія із n зсувних сигналів. Послідовний код зчитується з тригера Т1 (з молодших розрядів) при зсуві вправо або ж з тригера Тn (із старших розрядів) при зсуві вліво. Схеми яз зсувних, так і паралельних регістрів значно спрощуються при використанні синхронних тригерів, в яких елементи, що не входять в бістабільну схему , мають більше, ніж два входи. В такому випадку всі функції збудження реалізуються на самих тригерах. 3. Підготовка до лабораторної роботи Характеристики досліджуваного регістра К155ИР1 К155ИР1 – це чотирирозрядний зсувний регістр. Він має послідовний вхід даних SI, чотири паралельних входи D0(D3, а також чотири прямі виходи Q0(Q3. Регістр має два тактові входи: C1 – робота з послідовним входом і С2 – робота з паралельним входом (C1 і С2 мають управління перепадом з 1 в 0). В регістрі наявний додатковий вхід PE – дозволу роботи. Коли на ньому наявна логічна “1”, то він дозволяє роботу тактового входу C2 (паралельний вхід), коли “0” – дозволяє роботу тактового входу С1 (послідовний вхід). При PE=”1” і подачі тактового сигналу на вхід С2 в момент від’ємного переходу 1(0 – в регістр завантажуються дані від паралельних входів D0(D3, тобто на Q0(Q3 будуть відповідні значення входів: Q0(D0, Q1(D1, Q2(D2, Q3(D3. При PE=”0” дозволяється робота тактового входу С1 - від’ємні фронти послідовності тактових імпульсів зсувають дані: від послідовного входу SI на вихід Q0, Q0(Q1, Q1(Q2, Q2(Q3, Q3( за межі сітки (тобто вправо від молодшого розріду до старшого). Напругу на вході РЕ можна міняти, якщо на обох тактових входах наявні низькі рівні напруги (лог.”0”). Зсув даних по регістру вліво отримаємо якщо з’єднати Q3 з D2, Q2 з D1, Q1 з D0 (але зсув вліво при цьому можливий тільки при паралельному режимі зчитування, тобто PE=”1” і запис по тактовому входу С2). 3.2 Умовне графічне позначення регістра К155ИР1 з позначенням номерів виводів. Рис. 3. Умовне графічне позначення регістра К155ИР1 Експериментальне дослідження. Чотирьохрозрядний двійковий код для дослідження регістра К155ИР1 – відповідає порядковому номеру студента в журналі викладача (для зразка приведено таблиці станів і часові діаграми для коду: 0001). Частина А. Послідовний запис регістра К155ИР1. Збираємо схему послідовного запису інформації (рис. 4). Вхід дозволу PE під’єднуємо до тумблера SA1, подаємо низький рівень напруги “0” – дозвіл послідовного запису. Послідовний вхід регістра SI підключаємо до тумблера SA2 і відповідно до значень конкретного розряду на S2 забезпечуємо “1” (+5В) або “0” –“земля”. Виходи регістра Q0(Q3 підключаємо через резистори до індикаторних світлодіодів (свічення світлодіода відповідає наявності логічної “1” на виході). Тактовий вхід С1 підключаємо до генератора одиничних імпульсів (ГОІ). Натискаємо на ГОІ кнопку “Пуск” та перевіряємо працездатність регістра в режимі послідовного запису по тактах, фіксуючи стани розрядів регістра за індикаторними світлодіодами. Заповнюємо таблицю станів і креслимо часові діаграми. Рис. 4. Схема послідовного запису інформації Рис. 5. Часові діаграми послідовного запису інформації Таблиця 1. Стани послідовного запису інформації PE C1 SI Q0 Q1 Q2 Q3 0 0 0 X X X X 0 0 1 1 0 1 X 0 X X X X 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 X 0 Частина Б. Паралельний запис регістра. Збираємо принципову схему паралельного запису (рис. 6). Вхід PE підключається через SA1 до “1” – дозвіл паралельного завантаження. Паралельні входи D0(D3 підключаємо до перемикачів SA2(SA5 і забезпечуємо на них “1” (+5В) або “0” –“земля”, перемиканням відповідних тумблерів в залежності до значення відповідного розряду вхідного коду. Виходи регістра Q0(Q3 підключаємо через резистори до індикаторних світлодіодів (свічення світлодіода відповідає наявності логічної “1” на виході). Тактовий вхід С2 підключаємо до генератора одиничних імпульсів (ГОІ). Натискаємо на ГОІ кнопку “Пуск” та перевіряємо працездатність регістра в режимі паралельного запису по тактах, фіксуючи стани розрядів регістра за індикаторними світлодіодами. Заповнюємо таблицю станів і креслимо часові діаграми. Рис. 6. Принципова схема паралельного запису Таблиця 2. Стани паралельного запису інформації PE C2 D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 1 0 1 1 1 0 X X X X 1 1 1 1 0 1 1 1 0 Частина В. Циклічний зсув вліво (від молодшого до старшого розряду). Збираємо схему послідовного запису інформації (рис. 4). Повторюємо п.2-6, які вказані у частині А. Від тумблера SA2 відключаємо вхід SI. Вхід SI під’єднуємо до виходу Q3 (рис. 8) (забезпечуємо циклічний зсув вліво). Натискаємо на ГОІ кнопку “Пуск” та перевіряємо працездатність регістра в режимі зсуву вліво інформації по тактах, фіксуючи стани розрядів регістра за індикаторними світлодіодами. Заповнюємо таблицю станів і креслимо часові діаграми. Рис. 7. Часові діаграми паралельного запису Частина Г. Циклічний зсув вправо (від старшого до молодшого розряду). 1. Збираємо схему послідовного запису інформації (рис. 4). Повторюємо п.2-6, які вказані у частині А. Перевести регістр в режим паралельного запису подавши на вхід РЕ лог.”1”. З’єднуємо вихід Q3 і вхід D2, вихід Q2 і вхід D1, вхід D1 і вихід D0, вхід Q0 і вихід D3. Натискаємо на ГОІ кнопку “Пуск” та перевіряємо працездатність регістра в режимі зсуву вправо інформації по тактах, фіксуючи стани розрядів регістра за індикаторними світлодіодами. Заповнюємо таблицю станів і креслимо часові діаграми. Рис. 7. Схема циклічного зсуву вправо інформації Таблиця 3. Стани циклічного зсуву вправо інформації PE C1 SI Q0 Q1 Q2 Q3 0 0 0 Х Х Х Х 0 1 0 Х Х Х 0 1 1 0 Х Х 0 1 1 1 0 Х 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 Таблиця 4. Стани циклічного зсуву вліво інформації PE C1 C2 SI Q0 Q1 Q2 Q3 0 0 0 0 Х Х Х Х 0 0 1 0 Х Х Х 0 0 1 1 0 Х Х 0 0 1 1 1 0 Х 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 Х 1 1 1 0 1 0 Х 0 1 1 1 1 0 Х 1 0 1 1 1 0 Х 1 1 0 1 1 0 Х 1 1 1 0 5. Висновок На основі проведеної лабораторної роботи, експериментально ознайомився з будовою та принципом роботи мікросхеми К155ИР1.

Звіт про виконання лабораторної роботи Інші

torf

05.05.2013 20:05-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись