Математическая модель цифрового управления металлообрабатывающим станком
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?етчиках с естественным порядком изменения состояния значение кода каждого последующего состояния счетчика отличается на единицу от кода предыдущего состояния. В счетчиках с произвольным порядком изменения состояния значения кодов соседних состояний могут отличаться более чем на единицу.
Счетчики с естественным порядком изменения состояний подразделяются на простые (суммирующие и вычитающие) и реверсивные, которые в зависимости от управляющих сигналов могут работать как в режиме сложения, так и в режиме вычитания.
По способу организации счета счетчики делятся на асинхронные и синхронные. В асинхронных счетчиках переключение триггеров происходит последовательно во времени, в синхронных счетчиках - параллельно (одновременно) во времени.
По значению модуля счета счетчики подразделяют на:
двоичные, модуль счета которых равен целой степени числа 2 (M=);
двоично-кодированные, в которых модуль счета может принимать любое значение, не равное целой степени числа 2.
По направлению счета счетчики подразделяют на:
суммирующие, выполняющие микрооперацию инкремента над хранящимся кодовым словом
вычитающие, выполняющие микрооперацию декремента над хранящимся кодовым словом
реверсивные, выполняющие в зависимости от значения управляющего сигнала над хранящимся кодовым словом микрооперацию инкремента или декремента
По способу организации межразрядных связей счетчики делятся на:
счетчики с последовательным переносом, в которых переключение триггеров разрядных схем осуществляется последовательно один за другим
счетчики с параллельным переносом, в которых переключение всех триггеров разрядных схем осуществляется одновременно по сигналу синхронизации
счетчики с комбинированным последовательно-параллельным переносом, при котором используются различные комбинации способов переноса.
Одноразрядные двоичные счетчики строятся на основе Т-триггеров, осуществляющих сложение по модулю 2, т.е. счет и хранение не более двух сигналов в соответствии с характеристическим уравнением:
В общем случае n-разрядный двоичный счетчик осуществляет сложение по модулю 2.
5. Сумматоры и вычитатели
Сумматор - логический операционный узел, выполняющий арифметическое сложение кодов двух чисел. При арифметическом сложении выполняются и другие дополнительные операции: учет знаков чисел, выравнивание порядков слагаемых. Указанные операции выполняются в арифметическо-логических устройствах (АЛУ) или процессорных элементах, ядром которых являются сумматоры.
Сумматоры классифицируются по разным признакам.
В зависимости от системы исчисления: 1)Двоичные; 2 )Двоичнотроичные; 3) Двоично-десятичные (двоичнокодированые) 4) Десятичные; 5) Прочие (пример: амплитудные)
По количеству одновременно обрабатываемых разрядов складываемых чисел: 1) Одноразрядные; 2) Многоразрядные
По числу входов и выходов одноразрядных двоичных сумматоров: 1) Четвертьсумматоры, характеризующиеся наличием двух входов, на которые подаются два одноразрядных числа, и одним выходом, на котором реализуется их арифметическая сумма; 2) Полусумматоры, характеризующиеся наличием двух входов, на которые подаются одноимённые разряды двух чисел, и двух выходов: на одном реализуется арифметическая сумма в данном разряде, а на другом ? перенос в следующий (более старший разряд); 3)Полные одноразрядные двоичные сумматоры, характеризующиеся наличием трех входов, на которые подаются одноименные разряды двух складываемых чисел и перенос из предыдущего (более младшего) разряда, и двумя выходами: на одном реализуется арифметическая сумма в данном разряде, а на другом ? перенос в следующий (более старший разряд).
По способу представления и обработки складываемых чисел многоразрядные сумматоры подразделяются на
) Последовательные, в которых обработка чисел ведется поочередно, разряд за разрядом, на одном и том же оборудовании;
) Параллельные, в которых слагаемые складываются одновременно по всем разрядам, и для каждого разряда имеется свое оборудование.
По способу организации межразрядных переносов параллельные сумматоры, реализующие структурные методы, делят на сумматоры:
)с последовательным переносом;
)с параллельным переносом;
) с групповой структурой;
)со специальной организацией цепей переноса.
Сумматоры, которые имеют постоянное время, отводимое для суммирования, независимое от значений слагаемых, называют синхронными.
Двоичное вычитание
Сумматоры и вычитатели очень похожи друг на друга, и, кроме того, полувычитатели и полные вычитатели используются аналогично полусумматорам и полным сумматорам.
ВходыВыходыABDiB00000011110101100A-BРазностьЗаемТаблица двоичного вычитания
В вычитается из А (А и В - входные сигналы), результат (разность) появляется на выходе Di. Если В больше А (как в строке 2 таблицы), нужно занять 1 в соседнем старшем разряде.
Сигнал заема указан в столбце В0.
При вычитании многоразрядных двоичных чисел нужно принимать во внимание заем "единиц" в более старших разрядах.
Таблица истинности, содержащая всевозможные комбинации, которые могут возникнуть при вычитании двоичных чисел, показана ниже.
ВходыВыходыABBinDiB00000000111010110110110010101001100011111A-B-BinРазностьЗаемТаблица истинности для полного вычитателя
Вычитанию в разряде двоек соответствует строка 3, в разряде четверок строка 6, в разряде в