Файл: Сарингулян, Э. В. Арифметические и логические основы цифровых машин учеб. пособие.pdf

Схема сдвига числа А[А2А3 на три разряда: S3A\A2A3— выход числа со сдвигом на три разряда;

]А2А3-—«выход числа со сдвигом на два разряда; S\A{A2A3—выход числа со сдвигом на один разряд; 50Л,Л,ЛЯ —'выход числа без сдвига.

Я.Я,Я2ЯзЯ4Я5

Логика работы такого устройства описывается логическими

Фу н к ц и я м и:

P0 = St A l]

P i - S H o V S H ,;

P 3= S tA3\ / Si A2 V S2А,;

92

Функциональная схема сдвигателя, заданная системой ло­ гических функций (3.46), реализуется на двенадцати элемен­ тах И, на четырех элементах ИЛИ (рис. 3.22).

Рис. 3.22

■В соответствии с функциональной схемой сдвигателя при использовании полупроводниковых диодов принципиальная схема может быть .выполнена следующим образом (рис. 3.23).

Рис. 3.23

2 3

Представляя числовой код «1» и управляющий сигнал S/ высокими потенциалами, единичные разряды числа будут счи­ таны с тех выходов сдвигателя, на высокоомных сопротивле­ ниях (Р) которых нет падения напряжения за счет запертых диодов. Например, при сдвиге двоичного числа 101 на два раз­ ряда на вход So подается высокий потенциал. Диоды D 2\, D22, D23 будут заперты управляющим сигналом S2 и с выходов Ро, Р4 считываются единичные разряды. Разряд А2 равен нулю, поэтому на выходе Р3 будет низкий уровень напряжения. Дио­ ды Дц, D u , D31, D02, D 12, D 32, Поз, П13и П33проводят ток, на со­ противлениях Р создается падение напряжения, в результате на выходах Р0, Pi, Р5 устанавливаются низкие уровни.

Синтез дешифраторов

Дешифратор, или избирательная схема, представляет собой устройство, с помощью которого заданному значению двоич­ ного числа на входах соответствует сигнал только на одной из выходных шин. Если количество двоичных разрядов числа

то сигнал формируется на выходной шине Р,- с значением ин­ декса, совпадающим с двоичным числом на входах избиратель­ ной схемы.

Дешифраторы в цифровых машинах используются для рас­ шифровки кода операции при формировании управляющего сигнала устройством управления (УУ). Этот сигнал, возбуж­ денный на одной вполне определенной шине, позволяет устрой­ ству управления подготовить цепи, узлы и устройства машины к выполнению заданного кода операции. С помощью дешифра­ торов осуществляется выборка ячейки ЗУ по указанному ад­ ресу в процессе записи и считывания двоичных чисел. Избира­ тельные схемы строятся на полупроводниковых диодах, маг­ нитных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса.

Рассмотрим синтез дешифратора при подаче на его входы двухразрядного двоичного числа А\А2. Количество выходов

9 4

Логические функции, описывающие дешифратор на два входа, зависят от значении двоичных разрядов числа А]А2'

Pq— Аа А1;

Р, = АоА,;

(3.-17)

Р2 = АгАх\

Р3— А2Ах.

Очевидно, что функциональная схема дешифратора, реа­ лизующая систему логических операторов (3.47), может быть выполнена на четырех элементах И при условии, что разряды А\А2 принимают прямые и инверсные значения. Построение избирательной схемы по принципу, когда каждая логическая функция рассматривается независимо, приводит к синтезу прямоугольных дешифраторов (рис. 3.24).

Рис. 3.24

Используя логические элементы И на полупроводниковых диодах, перейдем к построению принципиальной схемы де­ шифратора (рис. 3.25).

95

Диодная сетка, матрица, имеет четыре выходных шины, па одной из которых снимается высокий потенциал +Еа, приня­ тый за выходной сигнал. Если подается двоичное число 00, то высокие уровни напряжения устанавливаются на входах Л,, Л2 п диоды D1, П2 оказываются запертыми. На шине До форми­ руется выходной сигнал. На остальных шинах хотя бы одни диод оказывается проводящим и практически все напряжение от источника падает на высокоомном сопротивлении /?„ и т. д. Для построения матрицы прямоугольного дешифрато­ ра необходимо и -2” диодов.

Более экономично строятся дешифраторы многоступенча­ тые [1]. Принцип их построения рассмотрим па примере двух­ ступенчатого дешифратора на четыре входа Л4Л3Л2Л1. Логика работы такой избирательной схемы описывается функциями:

9 6

(0

а

Смирнова .В .Г ,Сярингулян

Рис. 3.26

Л И Т Е Р А Т У Р А

3. П о с п е л о в Д . А. Логические методы анализа и синтеза схем. М., «Энергия», 1964.

4.П а п е р и о в А. А. Логические основы цифровых машин и програм­ мирования. М ., «Наука», 1968.

5.К а р ц е в М . А. Арифметика цифровых машин. М ., «Наука», 1969.

1969.

6. А н и с и м о в Б. В., Ч е т в е р и к о в В. Н. Основы теории и проек­

тирования ЭЦ В М . М ., «Высшая школа», 1970.

?*