Układy cyfrowe - Uniwersytet Zielonogórski

Układy cyfrowe - laboratorium
przygotowała: dr inż. Iwona Grobelna
5. PROJEKTOWANIE UKŁADÓW KOMBINACYJNYCH
NA PRZYKŁADZIE KOMPARATORA.
CEL ĆWICZENIA
Zapoznanie się z metodami realizacji układów kombinacyjnych.
PRZYGOTOWANIE DO ZAJĘĆ
Tablice prawdy i symbole podstawowych bramek logicznych: AND, OR, NOT, NAND, NOR,
XOR, XNOR, kanoniczna postać sumy (KPS) i iloczynu (KPI), tworzenie tabeli prawdy na
podstawie KPS i KPI, podstawowe twierdzenia algebry Boole’a, projektowanie większych
układów kombinacyjnych na podstawie tabeli prawdy, minimalizacja funkcji logicznych metodą
siatek Karnaugh’a.
ZADANIE 1
Zaprojektować układ komparatora 1-bitowego (układ porównuje ze sobą dwie liczby 1-bitowe).
Sporządzić tabelę prawdy, zapisać równania w postaci KPI oraz KPS, a następnie sporządzić
schemat, zamodelować i przeprowadzić symulację układu. Układ powinien mieć dwa wejścia A i
B oraz jedno wyjście Y. Wykonaj symulację i sprawdź poprawność działania układu.
A
B
=
Y
Wskazówka: Wyjście Y przyjmuje wartość ‘1’ gdy A = B (bity mają jednakową wartość).
W innych przypadkach Y ma wartość ‘0’.
ZADANIE 2
Zaprojektować układ komparatora bitowego z wyjściami A=B, A>B i A<B. Wykonaj symulację
i sprawdź poprawność działania układu.
A
B
A>B
A=B
A<B
Wskazówki:
 Jeżeli A = B, to wartość ‘1’ pojawia się na wyjściu A=B,
 Jeżeli A > B, to wartość ‘1’ pojawia się na wyjściu A>B,
Układy cyfrowe - laboratorium
przygotowała: dr inż. Iwona Grobelna
 Jeżeli A < B, to wartość ‘1’ pojawia się na wyjściu A<B.
ZADANIE 3
Zaprojektować układ komparatora 4-bitowego z wyjściem A=B. Układ porównuje ze sobą dwie
liczby 4-bitowe. Jeżeli wszystkie bity obu liczb są zgodne parami (bit zerowy pierwszej liczby i bit
zerowy drugiej liczby są takie same, itd.), wtedy na wyjściu pojawia się wartość 1. Wykonaj
symulację i sprawdź poprawność działania układu.
Wskazówka: Wykorzystaj utworzony wcześniej komparator 1-bitowy.
ZADANIE 4
Zaprojektować układ komparatora 4-bitowego z wyjściami A=B, A>B i A<B. Układ porównuje
ze sobą dwie liczby 4-bitowe. Zmiany wartości sygnałów na wyjściu zgodnie z zasadami
z zadania 2. Wykorzystaj tylko komparator 1-bitowy z zadania 1 oraz podstawowe bramki
logiczne. Wykonaj symulację i sprawdź poprawność działania układu.
Wskazówka: Zastanów się, kiedy jedna liczba jest większa od drugiej w zapisie binarnym.
Układy cyfrowe - laboratorium
przygotowała: dr inż. Iwona Grobelna
ZADANIE 5
Porównaj komparator z zadania 4 z komparatorem scalonym 7485, który posiada dodatkowe
wejścia: IA<B, IA=B i IA<B (na podstawie wcześniejszych wyników i danych katalogowych).