Операции побитового сдвига

Компьютерное моделирование цифровых устройств: Логика

Введение .............................................................................................................. 5

1. Первая модель в Simulink ..................................................................... 6

2. Логические операции ......................................................................... 14

2.1. Представление чисел ................................................................................ 15

2.2. Операции побитового сдвига ..................................................................... 16

2.3. Логика, модель с дисплями ....................................................................... 18

2.4. Логика, модель со Scope ............................................................................ 21

3. Переключатели ................................................................................. 23

3.1. Ручной переключатель Manual Switch ..................................................... 25

3.2. Переключатель Switch .............................................................................. 28

3.3. Переключатель Multiport Switch ................................................................ 30

4. Управление передачей данных ........................................................... 32

4.1. Шифратор.................................................................................................... 33

4.2. Дешифратор ............................................................................................... 36

4.3. Мультиплексер + демультиплексер .......................................................... 38

5. Счетчики .......................................................................................... 40

5.1. Суммирующий счетчик с автосбросом ..................................................... 42

5.2. Суммирующий счетчик с внешним сбросом ............................................. 44

5.3. Суммирующий счетчик со сбросом по Hit................................................. 46

5.4. Вычитающий счетчик с автосбросом ........................................................ 48

5.5. Вычитающий счетчик с внешним сбросом ............................................... 50

5.6. Вычитающий счетчик со сбросом по Hit ................................................... 52

6. Элементы памяти.............................................................................. 54

6.1. Триггеры ...................................................................................................... 54

6.1.1. SR триггер ........................................................................................... 56

6.1.2. D триггер ............................................................................................. 58

6.1.3. D триггер защелка .............................................................................. 60

6.1.4. JK триггер ............................................................................................ 62

6.2. Регистры ...................................................................................................... 64

6.2.1. Параллельный регистр ...................................................................... 65

6.2.2. Регистр сдвига .................................................................................... 67

 

Работа № 1. Логические операции

Введение

Для представления данных используются разные форматы - числа с разным представлением и размерностью, логические данные.

Для чисел возможны представления:

· double, single для вещественных чисел с дробной частью.

· Для целых чисел возможны представления в системах счисления с основанием 2, 8, 10, 16.

· Для знаковых целых чисел используется представление в дополнительном коде.

 

Для выполнения логических операции в Simulink предусмотрен блок Logical Operator. Этот блок позволяет выполнить любую из известных базовых логических операций. Могут быть заданы следующие логические операции:

· AND – логическое умножение (операция И).

· OR – логическое сложение (операция ИЛИ).

· NAND – операция НЕ- И.

· NOR – операция НЕ – ИЛИ.

· XOR – операция Исключающее ИЛИ.

· NXOR – операция НЕ - Исключающее ИЛИ.

· NOT – операция логического отрицания (НЕ).

 

Контрольные вопросы:

1. Форматы double, single для вещественных чисел с дробной частью.

2. Представление чисел в системах счисления с основанием 2, 8, 10, 16.

3. Представление знаковых целых чисел в дополнительном коде.

4. Что называется алгеброй логики?

5. Что называется функцией алгебры логики?

6. Таблица истинности.

7. Как технически можно реализовать функцию алгебры логики?

8. Таблица истинности AND..

9. Таблица истинности NAND.

10. Таблица истинности OR.

11. Таблица истинности NOR..

12. Таблица истинности XOR.

13. Таблица истинности NXOR.

14. Таблица истинности NOT.

 

 

Представление чисел

Создаем статическую модель просмотра представления чисел. В модель включаем:

· Константу Constant для выбора числа. Блок находится в Simulink => Sources.

· 4 дисплея Display для просмотра значений числа в разных системах счисления. Блок находится в Simulink => Sinks.

 

Для каждого дисплея в окне параметров выбирается система счисления

Прогон модели с положительным числом.

Прогон модели с отрицательным числом

 

Операции побитового сдвига

Создаем статическую модель просмотра представления чисел при использо-вании операции арифметического сдвига.. В модель включаем:

 Константу Constant для выбора числа. Блок находится в Simulink => Sources.

 4 дисплея Display для просмотра значений числа в разных системах счисления. Блок находится в Simulink => Sinks.

 Блок арифметического сдвига Shift Arithmetic. В окне его параметров задается направление и размер сдвига. Блок находится в Simulink => Logic and Bit Operations.

 4 дисплея Display для просмотра значений числа в разных системах счисления после арифметического сдвига. Блок находится в Simulink => Sinks.

 

Для каждого дисплея в окне параметров выбирается система счисления.

Прогон модели с положительным числом.

Прогон модели с отрицательным числом