Министерство образования и науки Украины
Черниговский Государственный Технологический Университет
Кафедра информационных компьютерных систем
АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО
Курсовой проект по дисциплине “Компьютерная схемотехника”
Исполнитель
студент гр. КС-073 Овдиенко В.А.
Руководитель
преподаватель Николаенко А.М.
Чернигов 2010
РЕФЕРАТ
Курсовой проект, 27 с., 11 рис., 3 приложений.
Объектом разработки являлось арифметическое устройство, выполняющего функцию умножения комбинационным методом.
Целью разработки являлось получение устройства позволяющего умножать введенные данные с последующим выводом полученных результатов. Данное устройство состоит из клавиатуры, по которой будет вводиться информация (максимальное вводимое число в десятичном коде 7), устройства умножения и устройства вывода информации, представленного набором жидко-кристалических индикаторов с фазовым принципом управления.
Устройство обеспечивает перевод входных данных в двоичный код, для осуществления операций, а затем перевод результата назад в десятичный.
В ходе разработки были получены:
- схема электрическая структурная;
- схема электрическая принципиальная.
Робота может быть использована для разработки более сложных устройств основанных на умножении или применятся в методических целях.
Дальнейшее развитие работы возможно в сторону увеличения числа операндов и их разрядности, снижения потребляемой мощности, приспособление к более удобным источникам питания.
Работа имеет практическую ценность. Расчет экономической эффективности не производился.
АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, ИНДИКАТОР, ДЕШИФРАТОР, РЕГИСТР, ШИФРАТОР, КЛАВИАТУРА
РЕФЕРАТ
Курсовий проект, 27 с., 11 рис., 3 додатків.
Об'єктом розробки був арифметичний прилад що виконує функцію множення комбінаційним методом.
Метоюрозробки є отримання пристрою який дозволяє перемножуватиданні зподальшим виводом отриманих результатів. Даний пристрій складається зклавіатури, по якій будуть вводиться дані (максимальне число яке можна ввести в десятковому коді 7), пристрою для множення та пристрою для виводу інформації, представленого набором рідкокристалічних індикаторів з фазовим принципом керування.
Пристрій забезпечує перевід вхідних даних у бінарний код, для виконання операцій, а потім перевід результату назад в десятковий.
В ході розробки були отримані:
- схема електричнаструктурна;
- схема електричнапринципова.
Робота може бути використана для розробки більш складних пристроїв основаних на множенні чи бути використана в методичних цілях.
Подальший розвиток роботи можливий у напрямку збільшення числа операндів та їх розрядності, пониження споживчої потужності, приведення до більш зручних джерел живлення.
Робота має практичну цінність. Розрахунок економічної ефективності не проводився.
АРИФМЕТИЧНИЙ ПРИСТРІЙ, ІНДИКАТОР, ДЕШИФРАТОР, РЕГІСТР, ШИФРАТОР, КЛАВІАТУРА
THE ABSTRACT
Course project, 27 p., 11 fig., 3 appendixes.
By the object of development were arithmetic-logic unit, fulfilling function multiplications combination method.
The purpose of development was obtaining the device of that making it possible to multiply coded data with the subsequent conclusion of the obtained results. This device consists of the keyboard, on which will be introduced the information (maximum introduced number in decimal code 7), devices of increase and out of information device, will be entered on, presented by the set of thin film transistor liquid crystal indicators with phase principle of control.
Device ensures the transfer of input information into the binary code, for the realization of operations, and then the transfer of result back into the decimal.
In the course the developments were obtained:
- diagram is electrical structural;
- diagram is electrical fundamental.
Work it can be used for developing the more complex devices of those based on the multiplication or they will be used for systematic purposes.
Further development of work is possible into the side of an increase in the number of operands and their word length, reduction in the required power, the adaptation to the more convenient power sources.
Work has practical value. The calculation of economic effectiveness was not produced.
ARITHMETIC UNIT, INDICATOR, DECIPHERER, REGISTER, SHYFRATOR, KBD
Содержание
ВВЕДЕНИЕ………………………………………..…………………………………………………………………………..……………...…7
1 АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ
ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ………………………………………………………..…….……………..…………..………8
1.1 Анализ устройств ввода информации…………………...………….……………………………………….....8
1.2 Анализ известных методов умножения…………………..…………………………………….…...….…….9
1.2.1 Комбинационные умножители …………………...………………………………………………...….…9
1.2.2 Метод многократного сложения…..………………………………………………..…..…………...…10
1.2.3 Метод сложения и сдвига…….………………………………………………………………..…….……….11
1.3 Анализ устройств вывода информации………..………...................................................…………………13
1.4 Принцип работы разрабатываемого устройства ……………………………………………....…14
2 РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТРУКТУРНОЙ УСТРОЙСТВА…………………….........................………………………………………………………………………………...…..16
2.1Блок ввода данных..…………………………………….…………………………………………………………..…….….16
2.2 Блок выполнения операции умножения……………………………………………………….............….17
2.3 Блок вывода на семисегментный индикатор………………………………………..…………..……..18
3 РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ УСТРОЙСТВА……..………………………………………………………………………………………………………...…………..21
3.1 Блок ввода даннях………………………………………………………………………………………………………...……21
3.2 Блок динамической индикации……………………………………………………………….…….…………..….23
3.3 Блок дешифрации и умноження…………………………………………………………………..….…………....24
4 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ…………………………...………………………………………………………..………..……………….26
4.1 Выбор помехоподавляющих конденсаторов……………………………………..…….……..……......26
4.2 Расчет элементов для подавления дребезга клавиатуры ………………………….………...27
4.3 Расчет элементов мультивибратора………………………………………………………….…………..……28
5 ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ИСПОЛЬЗОВАННЫХ МИКРОСХЕМ…………..…..31
5.1 Приоритетный шифратор КМ555ИВ1……………………………………………………………….………31
5.2 Универсальный сдвигающий регистр К155ИР13………..………………………..…………..……31
5.3 Полный сумматор К555ИМ6…………………………………………………………………..………................…..32
5.4 Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный К155ПР76……….……32
5.5 Дешифратор КР514ИД1…………………………………………………………………………………..…....................33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………………………………………................…….….34
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………………………...…………….....…..35
Приложение А. Схема электрическая структурная…………...................…37
Приложение В. Схема электрическая
принципиальная АРИФМЕТИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА………………………………39
ВВедение
В данной курсовой работе поставлена задача разработки цифрового устройства «Умножитель» с клавиатурой и индикацией.
Умножитель – цифровое арифметическое устройство, предназначенное для перемножения двух заданных чисел и выдачи результата.Умножение может выполняться аппаратным и программным способами. В текущей работе будет рассмотрен только первый способ.
Данное устройство построено на основе широко используемых в производстве элементов ТТЛ и КМДП серий. Данное устройство является простейшим среди подобных арифметических устройств. Умножитель чаще всего встречается в виде отдельного блока реализующего заданную функцию в составе более сложных устройств. Примером может служить калькулятор.Если дополнить умножитель операциями деления, сложения и вычитания, расширить разрядность, то получим простейший калькулятор для операций над целыми числами.
На данный момент существует множество устройств, реализующих подобные простейшие функции, по этому актуальность данной работы снижается. Однако эта работа дает возможность приобрести навыки расчета и проектирования цифровых устройств.
Поскольку в настоящее время элементная база цифровых устройств довольно широка, то существует множество способов построения подобных устройств, и поэтому правильный выбор элементной базы и способа реализации данного устройства, является одной из главных задач данного проекта.
При создании цифровых умножителей используются различные методы: комбинационный, многократного сложения, сложения и сдвига.
Каждый из указанных методов характеризуется определёнными аппаратными затратами и быстродействием. Выбор метода реализации устройства диктуется часто не только оптимальным сочетанием указанных характеристик, но и стоимостью, сроками разработки.В данном случае умножитель был построен с использованиемкомбинационного метода, в результате чего устройство обладает высоким быстродействием.
1АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ МЕТОДОВ РЕШИНИЯ АРИФМЕТИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА УМНОЖЕНИЯ
В соответствии с техническим заданием, в ходе выполнения курсового проекта, нужно разработать арифметическое устройство, которое должно выполнять операцию умножения комбинационным методом.
Арифметическое устройство – это устройство, предназначенное для выполнения арифметических и логических преобразований над числами, участвующими в операции. Умножители предназначены для умножения двоичных чисел. Умножение двоичных чисел можно выполнять аппаратным и программным способом. Существует три метода умножения аппаратным способом: комбинационный метод, метод многократного сложения и метод сложения и сдвига. Текущая задача предусматривает использование комбинационного метода.
1.1 Комбинационный умножитель
Комбинационные умножители реализуют процесс умножения с помощью отношения показанного на рисунке 1.1 .