реферат, рефераты скачать Информационно-образоательный портал
Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,
реферат, рефераты скачать
реферат, рефераты скачать
МЕНЮ|
реферат, рефераты скачать
поиск
Микросхема ПЗУ в управляющем автомате с МПУ выбрана неверно

Микросхема ПЗУ в управляющем автомате с МПУ выбрана неверно

Московский Авиационный институт

(технический университет)

КАФЕДРА 403

Расчетно-пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине

Вычислительные системы и микропроцессорная техника

выполнил: студент гр. 04-417

Левин О.А.

проверил: Герасимов А.Л.

МОСКВА 1997

Содержание

1. Анализ задания - 2

2. Комбинационный вариант - 2

3. Алгоритм работы устройства - 4

4. Микропрограмма - 5

5. Управляющий автомат с жесткой логикой - 5

6. Управляющий автомат с МПУ - 8

7. Выбор элементной базы - 10

8. Составление программы - 12

Задание

ВАРИАНТ №17

Задается входной код D{1:32}. Спроектировать вычислитель, который

определяет номер разряда самой первой и самой последней единиц, стоящих

между нулями. Предусмотреть реакцию проектируемого устройства в случае

отсутствия таких сигналов.

Анализ и уточнение задания

Так как входной код - тридцатидвухразрядный, то для получения интересующей

нас информации необходимо два выходных шестиразрядных кода. Реакцией

устройства в случае отсутствия интересующих нас кодовых комбинаций будет

значение первого и второго выходных кодов соответственно:

[pic]

[pic]

Очевидно, что в тридцатидвухразрядном коде единица, стоящая между

двумя нулями ни при каких обстоятельствах не может находится ни в первом ни

в тридцать втором разряде кода.

Тактовая синхронизация будет осуществляться внешним генератором тактовых

импульсов с частотой 20 МГц

По окончании обработки входного кода должен вырабатываться специальный

сигнал, позволяющий следующему устройству считать выходные данные с

проектируемого устройства.

Обобщенная функциональная схема проектируемого устройства может быть

представлена в следующем виде:

D{1:32}

B{1:6}

F C{1:6}

СТРОБ

УСЧИТ

Рисунок 1

Обобщенная функциональная схема устройства

Комбинационный вариант устройства

Функциональная схема комбинационного устройства, осуществляющего

параллельную обработку входного кода представлена на рисунке 2. Входной код

D{1:32} разбивается на пересекающиеся элементы по три разряда: D’{1:3},

D’{2:4},...D’{30:32}. Крайние разряды D’ проходят через инверторы DD1, DD3,

DD4, DD6, DD7, DD9,...DD88, DD90. Проинвертированные крайние разряды вместе

с центральным разрядом элемента поступают на логическую схему И, на выходе

которой в случае если D{i-1, i, i+1}=010 сформируется высокий логический

уровень напряжения, приводящий в действие соответствующий элемент индикации

на внешней панели устройства. При визуальном контроле внешней панели

устройства по расположению работающих элементов индикации можно определить

номер разряда первой и последней единиц, стоящих между нулями.

Для реализации данной схемы потребуется 20 микросхем 1533ЛН1 (6

логических элементов НЕ), 10 - КР1533 (3 элемента 3И), 4 - КР531ЛЕ7 (2

элемента 5 ИЛИ-НЕ), 1 - 1533ЛИ6 (2 элемента 4И), 1 - 1533ЛИ1 (4 элемента

2И).

Основным недостатком данной схемы является невозможность дальнейшей

обработки выходной информации.

НАЧАЛО

НЕТ

СТРОБ

РЕГ В {1:32}=D{1:32}

РЕГ А{1:32}=РЕГ В{1:32}

СЧЕТ Ц1=2

ДА

РЕГ А{1}=0 & РЕГ А{2}=1 & РЕГ А{3}=0

НЕТ

РЕГ А{1:32}=РЕГ А{2:32}.0

СЧЕТ Ц1=СЧЕТ Ц1 +1

НЕТ

СЧЕТ Ц1=32

ДА

РЕГ А{1:32}=РЕГ В{1:32}

СЧЕТ Ц2=31

ДА

РЕГ А{32}=0 & РЕГ А{31}=1 & РЕГ А{30}=0

НЕТ

РЕГ А{1:32}=РЕГ А{1:31}.0

СЧЕТ Ц=СЧЕТ Ц -1

НЕТ

СЧЕТ Ц=1

B {1:6}=СЧЕТ Ц1; С {1:6}=СЧЕТ Ц2

КОНЕЦ

Рисунок 3

Блок-схема алгоритма работы устройства

Микропрограмма

Переменные:

Входные:

. D{1:32} - входной код

. строб

Выходные:

. В {1:6}, С{1:6} - выходной код

Внутренние:

. РЕГ А{1:32}, РЕГ В{1:32} - регистры

. СЧЕТ Ц1{1:6}, СЧЕТ Ц2{1:6} - счетчики циклов

Признаки:

. Р1 - строб=1

. Р2 - РЕГ А{1}=0 & РЕГ A{2}= 1 & РЕГ А {3}=0

. Р3 - РЕГ А{32}=0 & РЕГ A{31}= 1 & РЕГ А {30}=0

. Р4 - СЧЕТ Ц1 {1:6} = 32

. Р5 - СЧЕТ Ц2 {1:6} = 1

Программа

М1 ЕСЛИ НЕ Р1 ТО М1

(СТРОБ) РЕГ В{1:32}=D {1:32}

(УЗАП1) РЕГ А{1:32}=РЕГ В {1:32}

(УН1) СЧЕТ Ц1 {1:6} =2

М2 ЕСЛИ Р2 ТО М3

(УСДВ1) РЕГ А{1:32}=РЕГ А{2:32}.0 }

(УСЧ1) СЧЕТ Ц1 {1:6}=СЧЕТ Ц1 {1:6}+1 } УЭ1

ЕСЛИ НЕ Р4 ТО М2

М3 (УЗАП1) РЕГ А{1:32}=РЕГ В {1:32}

(УН2) СЧЕТ Ц2 {1:6} =31

М4 ЕСЛИ Р3 ТО М5

(УСДВ2) РЕГ А{1:32}=0.РЕГ А{1:31} }

(УСЧ2) СЧЕТ Ц2 {1:6}=СЧЕТ Ц2 {1:6}-1 } УЭ2

ЕСЛИ НЕ Р5 ТО М4

М5 (УСЧИТ1) В{1:6}=СЧЕТ Ц1 {1:6} }

(УСЧИТ2) С{1:6}=СЧЕТ Ц2 {1:6} }

УЭ3

КОНЕЦ (ИДТИ К М1)

Как видно из текста микропрограммы, некоторые сигналы можно объединить

и заменить эквивалентными сигналами. Функциональная схема операционной

части устройства приведена на рисунке 4.

Разработка управляющего автомата с жесткой логикой

Управляющий автомат с жесткой логикой будет реализовываться в виде

классического конечного автомата Мили или Мура. На основании блок-схемы

алгоритма работы устройства определим количество состояний для каждого типа

автомата. Обозначим состояния автомата Мура буквой S, а состояния автомата

Мили - S’. Как видно из рисунка 5, у автомата Мура будет шесть состояний, в

то время как у автомата Мили - лишь четыре.

НАЧАЛО

S0

S’0

0 Р1

УН 1, УЗАП 1 S1

0

S’1 1

Р2

УЭ 1 S2

УЗАП 1, УН 2 S3

0

Р4 S’2

УЗАП 1 УН 2 S3

0

S’3 1

Р3

УЭ 2 S5

УЗАП 1 УЭ 3 S4

0

Р5 S’4

S6 УЗАП 1 УЭ 3

КОНЕЦ

S’0

Рисунок 5.

Состояния конечных автоматов Мили и Мура.

Таким образом, определим, что управляющее устройство необходимо

синтезировать в виде конечного автомата Мили

Р1/—

P1/УН 1, УЗАП 1 Р2/УЭ 1 Р4/УН

2, УЗАП 1 Р3/УЭ 2

S0 S1 S2

S3 S4

Р4/—

Р5/—

Р2/УН 2, УЗАП 1

Р3/УЭ 3

Р5/УЭ 3

Граф состояний автомата Мили.

| |S0|S1 |S2 |S3 |S4 |

|Q1|0 |0 |0 |1 |1 |

|Q2|0 |0 |1 |1 |0 |

|Q3|0 |1 |1 |1 |1 |

Таблица 1

Кодированная таблица состояний.

|ВХОД |S0 |S1 |S2 |S3 |S4 |

|P1 |S1/УН 1,УЗАП1| | | | |

|НЕ Р1 |S0/- | | | | |

|Р2 | |S3/ УН 2, | | | |

| | |УЗАП1 | | | |

|НЕ Р2 | |S2/УЭ 1 | | | |

|Р3 | | | |S0/УЭ 3| |

|НЕ Р3 | | | |S4/УЭ 2| |

|Р4 | | |S3/УН 2, УЗАП | | |

| | | |1 | | |

|НЕ Р4 | | |S1/- | | |

|P5 | | | | |S0/УЭ 3|

|НЕ P5 | | | | |S3/- |

Таблица 2

Таблица переходов и выходов

|ВХОД |0 0 0 |0 0 1 |0 1 1 |1 1 1 |1 0 1 |

|P1 |0 0 1/УН 1, | | | | |

| |УЗАП 1 | | | | |

|НЕ Р1 |0 0 0/- | | | | |

|Р2 | |1 1 1/ УН| | | |

| | |2, | | | |

| | |УЗАП 1 | | | |

|НЕ Р2 | |0 1 1/УЭ | | | |

| | |1 | | | |

|Р3 | | | |0 0 0/УЭ | |

| | | | |3 | |

|НЕ Р3 | | | |1 0 1/УЭ | |

| | | | |2 | |

|Р4 | | |1 1 1/УН| | |

| | | |2, | | |

| | | |УЗАП 1 | | |

|НЕ Р4 | | |0 0 1/- | | |

|P5 | | | | |0 0 0/УЭ |

| | | | | |3 |

|НЕ P5 | | | | |1 1 1/- |

Таблица 3

Кодированная таблица переходов и выходов

Если в конечном автомате будет применяться D-триггер, то будут

справедливы равенства:

Q1 (t+1) = НЕ Q1*НЕ Q2*Q3*P2 + НЕ Q1*Q2*Q3*P4 + Q1*Q2*Q3*НЕ P3+ Q1*НЕ

Q2*Q3*НЕ P5 [20 входов]

Q2 (t+1) = НЕ Q1*НЕ Q2*Q3*P1 + НЕ Q1*Q2*Q3*НЕ P4 + Q1*НЕ Q2*Q3*НЕ P5

[15 входов]

Q3 (t+1) = НЕ Q1*НЕ Q2*НЕ Q3*P1 + НЕ Q1*НЕ Q2*Q3 + НЕ Q1*Q2*Q3 +

Q1*Q2*Q3*НЕ P3 + Q1*НЕ Q2*Q3*НЕ P5 = =НЕ Q1*НЕ Q2*НЕ Q3*P1 + НЕ Q1*Q3 +

Q1*Q2*Q3*НЕ P3 + Q1*НЕ Q2*Q3*НЕ P5 [18 входов]

Для реализации автомата на D-триггерах потребуется 43 входа. Если

будет использоваться J-K триггер, то уравнения для него можно получить из

уравнений для D-триггера:

Q (t+1)=J*Q+K*Q

Q(T+1)=J*HE Q + HE K*Q

J1=НЕ Q2*Q3*P2+Q2*Q3*P4=Q3*(НЕ Q2*P2+Q2*P4) [6 входов]

K1=(Q2*Q3*НЕ P3+НЕ Q2*Q3*НЕ P5)=(Q2*Q3*НЕ P3)*(НЕ Q2*Q3*НЕ P5)=(НЕ Q2+

НЕ Q3+P3)*(Q2+НЕ Q3+P5) [8 входов]

J2=(НЕ Q1*Q3+Q1*Q3*НЕ P5)=Q3*(НЕ Q1+Q1*НЕ P5) [6 входов]

K2=(НЕ Q1*Q3*P4) = Q1+НЕ Q3+НЕ P4 [3 входа]

J3=НЕ Q1*НЕ Q2*P1 [3 входа]

K3=(НЕ Q1*НЕ Q2+НЕ Q1*Q2+Q1*Q2*НЕ P3+Q1*НЕ Q2*НЕ P5) = (НЕ Q1+Q1*(Q2+НЕ

Q2*НЕ

P5)) =Q1*(НЕ Q1+(Q2+НЕ Q2*НЕ P5)) = Q1*НЕ Q2*(Q2+P5) = Q1*НЕ Q2*P5 [3

входа]

Для реализации автомата на J-K-триггерах потребуется 29 входов,

поэтому автомат будет реализовываться на них. Управляющие сигналы на основе

таблицы переходов и выходов будут формироваться следующим образом

УН 1=НЕ Q1*НЕ Q2*НЕ Q3*P1

УЭ 1=НЕ Q1*НЕ Q2*Q3*НЕ P2

УН 2=НЕ Q1*Q2*Q3*P4+НЕ Q1*НЕ Q2*Q3*P2

УЭ 2=Q1*Q2*Q3*НЕ P3

УЭ 3=Q1*НЕ Q2*Q3*P5+Q1*Q2*Q3*P3

УЗАП1=УН 1+УН 2

Управляющий автомат с микропрограммным

управлением

Принудительная адресация

Каноническая форма микропрограммы разрабатываемого устройства с учетом

эквивалентности сигналов представлена в таблице 4:

|№ |МЕТКА |УПР. СИГНАЛ |ПЕРЕХОД |

|1 |М1 | |ЕСЛИ НЕ Р1 ТО М1 |

|2 | |УН 1, УЗАП1 | |

|3 |М2 | |ЕСЛИ Р2 ТО М3 |

|4 | |УЭ 1 | |

|5 | | |ЕСЛИ НЕ Р4 ТО М2 |

|6 |М3 |УН 2, УЗАП1 | |

|7 |М4 | |ЕСЛИ Р3 ТО М5 |

|8 | |УЭ 2 | |

|9 | | |ЕСЛИ НЕ Р5 ТО М4 |

|10 |М5 |УЭ 3 |ИДТИ К М1 |

Таблица 4

Каноническая форма микропрограммы.

|Адрес |УН 1|УЭ 1|УН 2|УЭ 2|УЭ 3|УЗАП1|Не|Р2|Р3|Не|Не|Адрес |

| | | | | | | |Р1| | |Р4|Р5|перехода |

|0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |

|0 |0 |0 |1 |1 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |

|0 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |1 |

|0 |0 |1 |1 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |

|0 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |1 |0 |

|0 |1 |0 |1 |0 |0 |1 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |1 |0 |

|0 |1 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |1 |0 |0 |1 |

|0 |1 |1 |1 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |

|1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |1 |1 |0 |

|1 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |1 |0 |

|1 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |

Таблица 5

Кодовые выражения микропрограммы.

Минимальная требуемая емкость ПЗУ - [pic] (или 2К*4 Бит)

Страницы: 1, 2



© 2003-2013
Рефераты бесплатно, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.