ЗМІСТ РОБОТИ
1.
Мікропрограма у відповідності із заданим варіантом
3
2.
Граф МПА
4
Отримання виразів для функцій збудження D0, D1 та функцій виходів К0, К1, К2, К3
Спрощення виразів для функцій збудження D0, D1 та функцій
виходів K0, K1, K2, K3
5
6
5.
Опрацювання та опис функціональної схеми пристрою
6
6.
Опрацювання та опис принципової електричної схеми пристрою
9
7.
Опрацювання МПА на основі ІС типів К155РТ17 (постійний запам’ятовуючий пристрій) та КР555ТМ9 (регістр)
17
7.1
Отримання виразів для функцій збудження D0, D1 та функцій виходів К0, К1, К2, К3 в цифровій формі
17
7.2.
Таблиця істинності ПЗП
17
7.3
Схема МПА, побудованого на основі ПЗП
18
8.
Список використаної літератури
19
Мікропрограма у відповідності з заданим варіантом № 13
Початок загальний скид
А0:
якщо
то
К3,K2
йти до
А1
якщо
то
К0
йти до
А2
якщо
то
К1
йти до
А0
якщо
то
К2
йти до
А3
А1:
якщо
то
К3,K2
йти до
А1
якщо
то
К0
йти до
А2
якщо
то
К1
йти до
А0
якщо
то
К2
йти до
А3
А2:
якщо
то
К2
йти до
А2
якщо
то
К0
йти до
А1
Якщо
то
К1
йти до
А3
Якщо
то
К2,K3
йти до
А0
А3:
Якщо
то
К0
йти до
А0
Якщо
то
К2
йти до
А1
Якщо
то
К3,К2
йти до
А3
Якщо
то
К1
йти до
А2
K0=EWR K1=E+1 K2=CS K3=RD
Граф МПА
Отримання виразів для функцій збудження D0, D1 та функцій виходів К0, К1, К2, К3
Так як то функції збудження D0, D1 та функції виходів К0, К1, К2, К3 будуть мати вигляд:
Спрощення виразів для функцій збудження D0, D1 та функцій
виходів K0, K1, K2, K3
Опрацювання та опис функціональної схеми пристрою
Рис. 5.1. Функціональна схема запам’ятовувального пристрою.
Запам’ятовувальний пристрій з мікропрограмним керуванням складається з операційного автомату (ОА) та керуючого автомату (КА). Операційний автомат складається з лічильника адреси – СТ2 та запам’ятовувального пристрою – RAM, адресованого лічильником.
Лічильник адреси під час дії тактового імпульса (ТІ), виконує наступні операції: скид в “0”, запис та збільшення вмісту на 1 при наявності на керуючих входах сигналів , та E+1, відповідно запам’ятовувальний пристрій, з організацією 256х8, виконує читання при наявності сигналів , , запис при , , а також збереження при ,.
Входи завантаження лічильника та інформаційні входи/виходи запам’ятовувального пристрою під’єднані до двонаправленої 8-розрядної шини даних (ШД). Керуючі сигнали: =K0, E+1=K1, =K2, =K3. Вони виробляються керуючим автоматом у відповідності з заданою мікропрограмою.
Керуючий автомат складається з комбінаційної схеми (КС) на 4 входи та 6 виходів, а також синхронного регістра на D-тригерах (RG).
Під впливом вхідних сигналів Y1, Y0 на виходах регістра формуються сигнали Q1, Q0, що визначають стан мікропрограмного автомата (МПА), а також керуючі сигнали K0=, K1=E+1, K2=, K3=.
Завдання: Описати роботу схеми при поданні таких керуючих сигналів, після загального скиду.
Після загального скиду:
Обнуляється лічильник А = 0
Q1=Q0=K1=K2=K3=K4=0 тобто автомат перебуває в стані А0
1) Y1=Y0=0
2) Y1=1 Y0=0
1) Оскільки автомат перебуває в стані А0 при пуступленні на вхід комбінаційної схеми сигналу Y1=Y0=0 автомат перейде в стан А1 при цьому буде сформований сигнал керування К1 (Е+1). Тобто збільшення значення лічильника на одиницю.
А=0+1=1
2) Оскільки автомат перебуває в стані А0 при пуступленні на вхід комбінаційної схеми сигналу Y1= Y0=1 автомат перейде в стан А1 при цьому буде сформований сигнал керування К2 (CS) та К3 . Тобто за адресою А=1 буде прочитано число
1010 = A16 = 0000 1010 2 і яке появиься на шині даних.
Опрацювання та опис принципової електричної схеми пристрою
Схема електрична принципова запам’ятовувального пристрою з мікропрограмним керуванням зображена у графічній частині курсової роботи.
Умовне графічне зображення дешифратора КР1533ИД14 зображене на рисунку 3.
Рис. 3 – УГЗ дешифратора КР1533ИД14
Таблиця 1 – Таблиця істинності мікросхеми К555ИД4
Входи
Виходи
S
2
1
3
2
1
0
1
X
X
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
Умовне графічне зображення мультиплексора К555КП2 4 -> 1 зображене на рисунку 4. Мікросхема складається з двох мультиплексорів, кожен з яких має по чотири інформаційних входи і свої стробуючі входи E0 і E1. Два адресних входи DCE1, DCE2 одночасно керують двома мультиплексорами.
Рис. 4 – УГЗ мультиплексора К555КП2
Таблиця 2 – Таблиця істинності мультиплексора К555КП2
Входи
Вихід
E0
DCE1
DCE2
0.0
0.1
0.2
0.3
D0
1
X
X
X
X
X
X
0
0
0
0
0
X
X
X
0
0
0
0
1
X
X
X
1
0
0
1
X
0
X
X
0
0
0
1
X
1
X
X
1
0
1
0
X
X
0
X
0
0
1
0
X
X
1
X
1
0
1
1
X
X
X
0
0
0
1
1
X
X
X
1
1
На рисунку 5 зображене умовне графічне зображення регістра К555ТМ9. Регістр являє собою шість D-тригерів з загальним входом скидання R.
Рис. 5 – УГЗ регістра К555ТМ9
Таблиця 3 – Таблиця істинності регістра К555ТМ9
T
t+1
Входи
Виходи
C
Di
Qi
0
1
X
Qt
1
1
1
1
0
0
X
0
X
0
Мікросхема К555ИЕ18 – це чотирьохрозрядний двійковий лічильник, виконаний на двоступеневих D-тригерах. Лічильник синхронний. Керування режимом лічби здійснюється за допомогою входів дозволу лічби E+1, попереднього запису EWR і дозволу переносу CR.
Рис. 6 – УГЗ лічильника К555ИЕ18
Рис. 7 – Часова діаграма роботи лічильника К555ИЕ18
В якості запам’ятовуючих елементів використовуються мікросхеми К132РУ9А. Для запису 256х8 розрядних слів використовується дві мікросхеми. Вони мають двонаправлену тристабільну ШД, адресні входи та входи для вибору режимів роботи WE, CS.
Рисунок 8 – УГЗ мікросхеми К132РУ9А
Рис. 9 – Часові діаграми читання та запису елемента К132РУ9А
Завдання: Описати роботу схеми при поданні таких керуючих сигналів, після загального скиду.
1) Y1=Y0=0
2) Y1=1 Y0=0
При поданні низького логічного рівня на вхід ЗСК та приході тактового імпульсу відбуваються наступні дії:
На ніжках 7 та 9 мікросхем D4,D5,D6 встановлюються нулі (Q1=Q0=K0=K1=K2=K3=0). Автомат перейде в стан А0.
Відбудеться обнулення лічильника. Тобто адреса на яку вказуватиме лічильник стане А = 0.
1) Оскільки автомат перебуває в стані А0(Q1 =0 Q0 = 0) при пуступленні на вхід комбінаційної схеми сигналу Y1=Y0=0 на виході мікросхеми D4(ніжка 7) D5 (ніжка 9) будуть сформовані 1. Які при передньому фронті тактового імпульсу запишуться в мікросхему D7. Тобто сформуються сигнали (Q1=0 Q0=1 K0=0 K1=1 K2=0 K3=0) автомат перейде в стан А0. Сигнал К1=1 та інвертований мікросхемою D3.1 сигнал = 1 поступлять на входи мікросхем D8, D9 E+1 та EWR відповідно і периведе до збільшення значення лічильника на 1.
А=0+1=1
Сигнал К2=0 поступивши на міросхему D3.2 інвертується і поступає на входи мікросхеми D10, D11 CS (ніжки 8) сигнал К3=0 поступає на входи мікросхеми D10, D11 WR(ніжка 10) що приведе до відключення памяті.
2) Оскільки автомат перебуває в стані А1(Q1 = 0 Q0 = 1) при пуступленні на вхід комбінаційної схеми сигналу Y1=1 Y0=0 на виході мікросхеми D4 (ніжка 9) та D6 (ніжка 7 та 9) будуть сформованні 1. Які при передньому фронті тактового імпульсу запишуться в мікросхему D7. Тобто сформуються сигнали (Q1=1 Q0=0 K0=0 K1=0 K2=1 K3=1)автомат перейде в стан А1. Сигнал К1=0 та інвертований мікросхемою D3.1 сигнал = 1 поступлять на мікросхеми D8, D9 входи E+1 та EWR відповідно і периведе лічильники в стан збереження (залишеться в стані 1).
Сигнал К2=1 поступивши на міросхему D3.2 інвертується і поступає на входи мікросхем D10, D11 CS (ніжки 8) сигнал К3=1 поступає на входи мікросхем D10, D11 WR(ніжка 10) що приведе до читання числа 1010 = A16 = 0000 1010 2 з адреси яку задає лічильник (А=1) в шину даних.
7 Опрацювання МПА на основі ІС типів К155РЕ3 (постійний запам’ятовуючий пристрій) та КР555ТМ9 (регістр)
Отримання виразів для функцій збудження D0, D1 та функцій виходів К0, К1, К2, К3 в цифровій формі
Таблиця істинності ПЗП
A
Q1
Q0
Y1
Y0
K3
K2
K1
K0
D1
D0
B
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
2
0
0
1
0
1
1
0
0
1
0
3
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
4
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
5
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
6
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
7
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
8
1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
9
1
0
0
1
0
1
0
0
0
0
10
1
0
1
0
1
1
0
0
1
0
11
1
0
1
1
0
0
0
1
1
1
12
1
1
0
0
0
1
0
0
1
0
13
1
1
0
1
0
0
0
1
0
0
14
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
15
1
1
1
1
0
1
0
0
0
1
8
4
2
1
32
16
8
4
2
1
Схема МПА, побудованого на основі ПЗП
Рис. 7.3.1. Схема МПА, побудованого на основі ПЗП.
Список використаної літератури
Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник./ Под ред. С.В. Якубовского. — М.: Радио и связь, 1990;
Цифровые интегральные схемы: Справочник./ Под ред. П.П. Мальцева. — М.: Радио и связь, 1994;
Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. — М.: Радио и связь, 1994;
Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. — СПб.: БХВ — Санкт – Петербург, 2000;
Полупроводниковые БИС ЗУ: Справочник./ Под ред. Гордонова А.Ю. – М.: Радио и связь, 1987.