←предыдущая следующая→
1 2 3
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:
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
←предыдущая следующая→
1 2 3
|
|