Реферат: Вычислительная техника

часть: Проектирование вырожденного автомата .

Спроектировать на элементах ТТЛ “ генератор 4-х разрядных кодов “  некоторой системы счисления .

Т.е. синтезировать синхронный счётчик М–разрядный ( М < 16 ), на вход которого подаётся регулярная внешняя последовательность тактовых импульсов.

Каждое состояние счётчика ( т.е. цифра заданной системы ) сохраняется в течение одного полного такта. Значение цифр появляется на выходах Q3, Q2, Q1, Q0. Автомат также должен выработать синхронный перенос ( в след. разряд заданной системы), которым служит последний тактовый импульс в цикле счёта. Для его выделения должен быть сформирован строб “y” , т.е. булева функция , которая активна на последнем такте цикла. А само выделение должно обеспечивать минимальную задержку выходного импульса переноса.

В схеме автомата должны быть цепи , осуществляющие авто сброс в исходное состояние при каждом включении питания.

Требуется :

-     составить таблицу функционирования автомата ;

-     минимальную функцию возбуждения и строба ;

-     построить осциллограммы всех выходных функций, включающие функции строба и сигнала переноса ;

-     построить схему автомата .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение поставленной задачи :

а.) Составим таблицу функционирования автомата :

Q3 Q2 Q1 Q0 J3 K3 J2 K2 J1 K1 J0 K0 y
0 0 0 0 0 0 Ф 0 Ф 0 Ф 1 Ф 0
1 0 0 0 1 0 Ф 0 Ф 1 Ф Ф 1 0
2 0 0 1 0 0 Ф 0 Ф Ф 0 1 Ф 0
3 0 0 1 1 0 Ф 1 Ф Ф 1 Ф 1 0
4 0 1 0 0 0 Ф Ф 0 0 Ф 1 Ф 0
5 0 1 0 1 0 Ф Ф 0 1 Ф Ф 1 0
6 0 1 1 0 0 Ф Ф 0 Ф 0 1 Ф 0
7 0 1 1 1 1 Ф Ф 1 Ф 1 Ф 1 0
8 1 0 0 0 Ф 0 0 Ф 0 Ф 1 Ф 0
9 1 0 0 1 Ф 0 0 Ф 1 Ф Ф 1 0
10 1 0 1 0 Ф 0 0 Ф Ф 0 1 Ф 0
11 1 0 1 1 Ф 0 1 Ф Ф 1 Ф 1 0
12 1 1 0 0 Ф 1 Ф 1 0 Ф 1 Ф 1

ПОВТОР

 

0 0 0 0

б.) Составим карты Карно и при помощи них найдём  минимизированные функции возбуждения и строба .

Q0

 


0 0 0 0

Q2

 
0

0 1 0

     Q3

 
Ф

Х Х Х
Ф Ф Ф Ф

  Q1

 
                                                                                                                                                                                

                                              

J3 = Q2Q1Q0

Q0

 


Ф

Ф Ф Ф

Q2

 
Ф

Ф Ф Ф

     Q3

 
1

Х Х Х
0 0 0 0

  Q1

 
                                                                                                                                                                                 

                                              

K3 = Q2

Q0

 


0 0 1 0

Q2

 
Ф

Ф Ф Ф

     Q3

 
Ф

Х Х Х
0 0 1 0

  Q1

 
                                                                                                                                                                                

                                              

J2 = Q1Q0

Q0

 


Ф Ф Ф Ф

Q2

 
0

0 1 0

     Q3

 
1

Х Х Х
Ф Ф Ф Ф

  Q1

 
                                                                                                                                                                                

                                              

K2 = Q3 v Q1Q0

Q0

 


0

1 Ф Ф

Q2

 
0

1 Ф Ф

     Q3

 
0

Х Х Х
0 1 Ф Ф

  Q1

 
                                                                                                                                                                                

                                              

J1 = Q0

Q0

 


Ф Ф 1 0

Q2

 
Ф

Ф 1 0

     Q3

 
Ф

Х Х Х
Ф Ф 1 0

  Q1

 
                                                                                                                                                                                

                                              

K1 = Q0

Q0

 


1 Ф Ф 1

Q2

 
1

Ф Ф 1

     Q3

 
0

Х Х Х
1 Ф Ф 1

  Q1

 
                                                                                                                                                                                

J0 = Q3Q2

Q0

 


Ф 1 1 Ф

Q2

 
Ф

1 1 Ф

     Q3

 
Ф

Х Х Х
Ф 1 1 Ф

  Q1

 
                                                                                                                                                                                

                                              

K0 = 1

Q0

 


0 0 0 0

Q2

 
0

0 0 0

     Q3

 
1

Х Х Х
0 0 0 0

  Q1

 
                                                                                                                                                                                 

                                              

y = Q3Q2

в.) Построим осциллограммы всех выходных функций , вкл функцию строба и сигнала переноса .

 
                   

С 


Q0

Q1


Q2


Q3

y


Cвых

г.) Построение схемы автомата .


II часть  : Проектирование интерфейса ЗУ некоторого МПУ .

Построить интерфейс ЗУ на реальных МС , приведённых в таблице .

Блоки ПЗУ и ОЗУ должны содержать резервные места для модернизации . Резерв может быть до 50% рабочего и объёма блока , но не менее 1 МС выбранного типа .

При условии восьмиразрядного выхода требуется :

-     определить объём пространства памяти , включая резервные сегменты ;

-     составить таблицу адресов , начиная с адреса 0ХХ0, где       ХХ = n – номер студента по журналу в 16-ричной системе ;

-     построить упрощённую схему интерфейса .

При построении блока ПЗУ использовать МС ППЗУ серии КР556 для Lпзу < 6 Кб и МС СППЗУ ( К573 ) для Lозу > 7Кб .

При построении блока ОЗУ  - МС с технологией : ТТЛ для     Lозу < 3 Кб , И*ИЛ для 7Кб < Lозу < 9 Кб , МОП для                            4КБ < Lозу < 6Кб .

При полу целом числе сегментов в блоке допускается использование МС другой технологии с ёмкостью 0,5 сегмента . Остаток неполного сегмента отнести к резерву .

Решение поставленной задачи :

а.) Определим объём пространства памяти , включая резервные          сегменты .

Для ПЗУ можно выбрать пять МС СППЗУ типа К573РФ2 с организацией  2К * 8  = 2Кб .

Тогда объём одного сегмента можно выбрать равным                   2 Кб = 80016. Возьмем пять таких МС и , таким образом , получили объём ПЗУ равным 10 Кб , но нам необходимо набрать 11 Кб , поэтому возьмём ещё две МС  СППЗУ типа К573РФ1 с организацией 1К*8 = 1Кб для организации шестого сегмента , половина которого будет использована , а другая половина будет в резерве.

Для резерва возьмём две МС СППЗУ типа К573РФ2 с организацией  2К * 8  = 2Кб , т.е. объём резерва получился равным 5 Кб.

С резервом в 5 Кб для ПЗУ получили восемь сегментов.

Для ОЗУ можно выбрать МС nМОП типа КМ132РУ8А с организацией 1К * 4 = 0,5 Кб. Но для построения одного сегмента потребуется четыре такие МС .

С резервом в 2Кб для ОЗУ потребуется три таких сегмента .

Значит,  общий объём блока ЗУ с резервом должен составлять               8+3 = 11 сегментов .

б.) Составим таблицу распределения адресов .

          

Сегмент

16-разрядный адрес

I

00E0 – 08DF

Задействовано

 
II

08E0 – 10DF
III 10E0 – 18DF

  ПЗУ

 
IV

18E0 – 20DF
V 20E0 – 28DF

Резерв

ОЗУ

   ОЗУ

 
IX

40E0 – 48DF

Резерв

 
X

48E0 –50DF
XI 50E0 –58DF

в.) Построение упрощённой схемы интерфейса ЗУ .


III часть : Разработка фрагмента программы МПУ .

Составить фрагмент программы МПУ в виде подпрограммы       ( или в виде программы обслуживания прерывания ПОП ) , что есть в варианте .

Начальный адрес для подпрограммы :    [ P ] = 63 + n10

Требуется :

-      на языке Ассемблера с соблюдением требований формата бланка ;

-      комментарий должен давать полное описание действий конкретной задачи , а не  описание данной команды ;

-      в конце любого комментария должна быть дана продолжительность операции – требуемое число тактов синхронизации.

 

Решение поставленной задачи :

 

; Подпрограмма на языке Ассемблер :

ORG 00D4H

;Подпрограмма начинается с

;адреса 00D416

LXI D,0200H

;бл.1Загрузка адреса младшего

;байта числа Х1 в пару

;регистров DE                     (т.10)            

MVI B,0002H

;бл.2 Подготовка счётчика

 ;сложений, т.е.непосредствен-;ное присвоение регистру В

 ;значения 2                           (т.7)

XRA A

;бл.3 Обнуление аккумулятора ,

;а также установка в ноль тр-

;ров переноса Tc и Tv          (т.4)

LOOP2: LXI H,0300H

;бл.4 Загрузка адреса младшего

 ;байта числа Х2 или (Х1+Х2) в

;пару регистров HL            (т.10)

MVI C,0006H

;бл.5 Подготовка счётчика

;байтов , т.е. непосредственное

 ;присвоение счётчику байтов С

;значения 6 , т.к. после

;сложения Х1 и Х2 может

;возникнуть перенос и число

;окажется уже в 6 байтах, а не в 5            (т.7)

LOOP1: LDAX D

;бл.6 Загрузка в аккумулятор

;следующего байта числа Х1

;или Х3, хранящегося по адресу

;в паре DE                            (т.7)

ADC M

;бл.7 Суммирование байтов

;чисел Х1 или Х3 и Х2 или

;(Х1+Х2) , а также переноса,

;если такой был                    (т.4)

DAA

;бл.8 Десятичная коррекция ;аккумулятора(т.к. у меня коды

;BCD и максимальное число

;здесь 9, а не 16 )                   (т.4)

MOV M,A

;бл.9 Пересылка очередного

;байта частичной суммы

;(Х1+Х2) на место Х2         (т.7)

DCR

;бл.10 Уменьшение на 1

;счётчика байтов                  (т.5)

JZ NB

;бл.11 УП: если содержимое сч.

;байтов равно 0 ( С = 0 ), то

 ;переход к бл. 15 , если же С =0,

;т.е. ещё не все байты чисел

;сложены, то переход к

;суммированию след. байтов,

 ;т.е. к блоку 12                     (т.10)

INХ D

;бл.12 Переход к адресу

;следующего байту числа Х1

;или Х3 путём положительного

 ;инкремента пары регистров DE             (т.5)

INХ H

;бл.13 Переход к адресу

;следующего байта числа Х2

;или (Х1+Х2) путём

;положительного инкремента

 ;пары регистров HL             (т.5)

JMP LOOP1

;бл.14 БП к блоку 6 для

;суммирования  след. байтов

;чисел Х1 и Х2 либо Х3 и

;(Х1+Х2)(к началу внешнего цикла)      (т.10)

NB : DCR B

; бл.15 Переход к суммированию суммы ;Х1+Х2 с числом Х3, т.е. уменьшение ;счётчика сложений на 1      (т.5)

RZ EN

;бл.16 УП : если В=0 , т.е. все три числа ;сложены , то возврат в основную ;программу , ежели В = 0 , т.е. не все числа ;сложены , то переход к след. блоку 17  (т.10)

LXI D,0400H

;бл.17 Загрузка адреса младшего байта числа  ;Х3 в пару регистров DE            (т.10)

JMP LOOP2

; бл.18 БП к блоку 4 для суммирования числа ;Х3 с суммой ( Х1+Х2) (к началу внешнего ;цикла )                т.10)

EN : END ; конец подпрограммы

III часть : Подпрограмма .

Сложить три положительных 10 – значных десятичных числа Х1, Х2, Х3 , представленные в коде BCD и хранящиеся в секторах ОЗУ с адресами младших байтов соот. 20016; 30016; 40016 .

Поместить полученную сумму (также в коде BCD) с учётом старшего (шестого) байта на случай переполнения в секторе ОЗУ на место Х2, т.е. по адресу 30016 .

Предполагается, что шестые байты в указанных секторах первоначально пусты.

Это – задача с двойным (вложенным) циклом.

Блок – схема алгоритма :



Задание:

 

I часть : Счётчик прямого счёта .

М = 13 ; триггеры типа  JK.

Код двоичный, возрастающий;

Используются состояния : а0 , а1 …  а12 .

II часть : Интерфейс ЗУ .

Lпзу = 11 KB ;  Lозу = 4 KB .

III часть : Подпрограмма .

Сложить три положительных 10 – значных десятичных числа Х1, Х2, Х3 , представленные в коде BCD и хранящиеся в секторах ОЗУ с адресами младших байтов соот. 20016; 30016; 40016 .

Поместить полученную сумму (также в коде BCD) с учётом старшего (шестого) байта на случай переполнения в секторе ОЗУ на место Х2, т.е. по адресу 30016 .

Предполагается, что шестые байты в указанных секторах первоначально пусты.

Это – задача с двойным (вложенным) циклом.

Блок – схема алгоритма :


5rik.ru - Материалы для учебы и научной работы