KURSINIS DARBAS

DVEJETAINIS 4 BITŲ SUMATORIUS ATĖMIKLIS

ANOTACIJA

Šį kursinį projektą, apie dvejetainį 4 bitų sumatorių atėmiklį, atlikau naudodamasis tokiomis

programomis MULTISIM 10.1 ir MICROSOFT VISIO 2007.

Su programa MULTISIM 10.1 surinkau užduotą schemą, kuria žemiau pateikiau. O su MICROSOFT

VISIO 2007 padariau sandaros schemą, kuri taip pat žemiau pateikta.

Šiame darbe pateikiau veikiančią dvejetainio 4 bitų sumatoriaus atėmiklio schemą bei atskiras jos

dalis.

Summary

At this Project I create Sync 4-bit Decade Counter scheme with such programs MULTISIM 10.1 and

MICROSOFT VISIO 2007

With MULTISIM 10.1 software I made scheme and used MICROSOFT VISIO 2007 to create

structure schemes.

I presented full and separated working schematics of this project and technical data of parts were used.

1


ĮVADAS

Šiais laikais, kuomet esame tiesiog apsupti įvairiausia elektronine aparatūra, susimąstę pastebime, jog visos šios technikos negalėtume įsivaizduoti be skaitmeninių įtaisų. Tai kompiuteriai, mobilieji telefonai, skaitmeniniai fotoaparatai, mp3 grotuvai ir dar begalės kitų prietaisų. Visų skaitmeninių įtaisų pagrindas yra integriniai grandynai.

Kodėl skaitmeninė technika yra taip plačiai naudojama? Visų pirma todėl, kad ji yra pranašesnė už analoginę, nes skaitmeninė technika yra mažų gabaritų, pigesnės ekslotacinės medžiagos, pigesnės pačios detalės, o tai yra labai svarbu dabartinei visuomenei. Taip pat, skaitmeniniai įtaisai veikia labai greitai ir ganėtinai tiksliai.

Galime padaryti išvadą, kad skaitmeninė technika ir jos vystymasis lengvina žmogaus gyvenimą. Taigi matome, kad skaitmeninė technika yra pagrindas kitiems mokslams, surištiems su skaitmeniniais signalais. Mūsų kurse buvo nagrinėjami skaitmenines grandines, skaitmenines schemos ir jų panaudojimas įvairiausiose elektronikos schemose. Taip pat susipažinome su skaitmeninių schemų įvairove bei išmokome ieškoti jų analogų. Turint tam tikrą elektroninę schemą ir neturint jai atitinkamų elementų, galima parinkti elementų analogus. Skaitmeninių elementų taikymas įvairiausiuose schemose yra svarbus, nes reikia žinoti kokį grandyną galima įdeti į elektroninę schemą. Nagrinėjant kursą sužinojom kaip veikia ir vystėsi skaitmeninė technika. Šiame kursiniame darbe mes modeliavome dvejetaini sumatorių-atėmiklį, naudojant programą MULTISIM 10.1. Ši progrograma leidžia įsivaizduoti kokia yra sudėtinga šiuolaikine skaitmeninė technika, būdama labai mažų gabaritų.

2


Užduoties analizė

Šiame kursiniame darbe riekia suprojektuoti 4bitų sumatorių, panaudojant šituos integrinius gandinus (lentelė 1)

Lentelė 1. Integriniai grandinai

Atliekama funkcija

SkaitiklisD tipo atminties

elementasXOR loginis

elementasPilnas

sumatorius

Pavadinimas

DD174LS163

DD2,374LS378

DD474LS86

DD574283

DD1 skirtas formuoti signalams (skaičiams). DD2,3 skirti saugoti duomenims, tai D tipo 6 skilčių sinchroninis trigeris su įėjimo atkirta. DD4 tai XOR elementas jis bus reikalingas iš sudėties elemento norint gauti atimties elementą. DD5 tai sudėties elementas su pagreitinta pernaša.

Pati schema bus modeliuojama ir bandoma su programiniu paketu „Multisim“

3


SANDAROS SCHEMA

Trumpas veikimo aprašymas:

Įtaisas gali atlikti skaičių A ir B aritmetinės sudėties ir atimties operacijas.

Dvejetainiai skaičiai į SM patenka iš skaičių fiksavimo modulių. Į fiksavimo modulius šie signalai

įrašomi iš formavimo modulio. Norimas skaičius nustatomas S1 jungikliu. Į atitinkamą pasirinktą

fiksavimo modulį, šis skaičius įrašomas jungikliais S2 ir S3. Sudėties ir atimties rėžimas nustatomas

jungikliu S4, kuris sujungtas su režimo perjungimo moduliu. Indikacijos modulis rodo suformuotą

skaičių, užfiksuotus A ir B skaičius ir sumavimo arba atimties rezultatą.

4


SKAITIKLIS

Skaitiklį sudarėme iš impulsų skaitiklio 74LS163D, ir impulsinio signalo padavimui naudojamo jungiklio, pajungiančio įtampos šaltinį VCC (+5V), atitinkanti vienetinį įtampos įėjimo lygį, arba įžeminimą, atitinkantį nulinį lygį

Skaitiklis fiksuoja įeinančio signalo priekinius frontus, todėl įjungus jungiklį J1, skaitiklio išduodamo signalo dvejetainio kodo reikšmė padidės vienetu.

Skaitiklis su 74LS161 mikroschema (DDR1)

5


.

Loginių lygių analizatoriaus laiko diagramos ir funkcijos generatoriaus parametrai.

SKAITIKLIS IR REGISTRAI6


Prie skaitiklio išėjimų lygiagrečiai pajungiami du registrai 74LS378D. Registrai įsimena įėjimo

signalus, kai gauna vienetinio lygio signalą įėjime CLK. Šiuos signalus paduodame dviem

jungikliais J2 ir J3, kiekvienam registrui atskirai. Tai yra daroma tam, kad galėtume į registrus

įrašyti skirtingas rekšmes. Pagal teisingumo lentele CLR įėjime turi buti loginis vienetas, todėl

prijungiame jį į +VCC.

Prie registrų išėjimų prijungti skaitmeniniai indikatoriai parodo dvejetainių kodų užkoduotą skaičių,

esantį registro atmintyje.

Skaitiklis registras

SKAITIKLIS REGISTRAS SU XOR

7


Tam, kad galėtume atlikti atimties veiksmą (atimtis atvirkštiniu kodu). invertuotume antrojo registro

(B) išėjimuose gaunamą dvejetainiu kodu užkoduotą skaičių Tam prie šio registro kiekvieno išėjimo

prijungiame po vieną loginio elementą XOR įėjimą. O kitą likusį įėjimą prijungiame prie jungiklio

J4, kuris atimties atveju paduoda vienetinio lygio signalą į kitus XOR elementų įėjimus, Iš šio

elemento teisingumo lenteles matome, jog norint invertuoti peduodamą signalą (taikysime, jog šj

signalą visais atvejais paduosime į įėjimą A), reikia į įėjimą B paduoti vienetinio lygio signalą.

Skaitiklis registras su XOR

8


SKAITIKLIS – ATĖMIKLIS

Šioje schemoje panaudojome sumatorių, tai įtaisas sudedantis du keturių bitų dvejetainius skaičius.

Jis turi aštuonis įėjimus sugrupuotus po keturis ir keturis išėjimus rezultatui išvesti. Į įėjimus A

tiesiogiai pajungiame registro A išėjimus, o prie sumatoriaus įėjimų B prijungiame išvadus nuo

XOR elementų. Į sumatoriaus įėjimus padavus atitinkamų skaičių dvejetainę išraišką, jie yra

sudedami, o rezultatas išvedamas dvejuose septynių segmentų indikatoriuose. Antras indikatorius

rodo skaičiaus pirmą skiltį, o pirmas indikatorius rodo pernašą (prijungimas prie C4), kuri atsiranda

sudeties atveju, jeigu sumuojant du keturių bitų dvejetainius skaičius jų suma yra didesnė nei 10.

Atimties atveju pernašos rodyti nereikia, todėl jai atjungti naudojame jungiklį J5, kuris yra

dubliuotas su XOR elementuose esančiu veiksmo pasirinkimo jungikliu.

Parodyta pabaigta dvejetainio sumatoriaus-atemiklio schema, valdoma keturiais jungikliais ir galinti

sudėti arba atimti du keturių bitų dvejetainius skaičius.

Skaitiklio atemiklio schema

9


Skaitiklis

74xx163 (Sync 4-bit Binary Counter)

This synchronous, presettable, 4-bit binary counter features an internal carry

look-ahead for fast counting.

Registras

74xx378 (Hex D-type FF w/en)

This device contains six flip-flops with single-rail outputs.

D-type flip-flop truth table:

ANSI „XOR“ elementas

74xx86 (Quad 2-In XOR)

Logic function:

Sumatorius

74xx283 (4-bit Bin Full Add)

This device performs the addition of two 4-bit binary numbers. It features full internal look-ahead across all four bits generating the carry term in ten nanoseconds typically.

Trigeris

10


74xx107 (Dual JK FF(clr))

This device is a positive pulse-triggered flip-flop. It contains two independent J-K flip-flops with individual J-K, clock, and direct clear inputs.

ANSI „AND“ elementas

74xx08 (Quad 2-In AND)

This device contains four independent 2-input AND gates.

Logic function:

11


PAGRINDINIAI REZULTATAI

Kursinio darbo tema: DVEJETAINIS 4 BITŲ SUMATORIUS ATĖMIKLIS.

Kursinis darbas buvo atliktas pagal man paskirtą penktą variantą:

Atliekama funkcija

SkaitiklisD tipo atminties

elementasXOR loginis

elementasPilnas

sumatorius

Pavadinimas

DD174LS163

DD2,374LS378

DD474LS86

DD574283

Atliekant šį kursinį darbą, buvo sumodeliotas dvejetainis sumatorius - atėmiklis. Visas modeliavimo procesas atliktas virtualoje MULTISIM 10.1 programos aplinkoje.

Atlikęs šį kursinį darbą susipažinau su kombinacinių ir sekvencinių schemų modeliavimu ir veikimų. Visos modeliuojamos schemos darbo metu veikia gerai. Gauti rezultatai atitiko užduoties reikalavimus.

Atlikdamas kursinį darbą išmokau geriau naudotis Multisim bibliotekomis. Taip pat išmokau susirasti reikiamą informaciją apie komponentus ir juos teisingai sukomutuoti. Pasinaudojant sumodeliuotu universaliu sumatoriumi-atėmikliu galima atimti arba sudėti skaičius nuo 0 iki 9 išreikštus dvejetainiu kodu ir atsakymus gauti šešioliktainėje sistemoje. Taip pat sumodeliuotas schemas galima panaudoti gaminant dvejetainio sumatoriaus - atėmiklio maketą.

12


INFORMACINIAI ŠALTINIAI

1. Teorijos paskaitų „Skaitmeniniai įtaisai“ konspektas2. www.vikipedija.com 3. MULTISIM 10.1 „Help“

13

http://www.vikipedija.com/


PRIEDAI

Prieduose pateikiau:

Visų darbe panaudotų integrinių grandynų aprašymus, Sandaros schemą.

14

Documents

KURSINIS DARBAS