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

Анализ задания - 2

Комбинационный вариант - 2

Алгоритм работы устройства - 4

Микропрограмма - 5

Управляющий автомат с жесткой логикой - 5

Управляющий автомат с МПУ - 8

Выбор элементной базы - 10

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