Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
КС курсова робота
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
ІКТА
Факультет:
КН
Кафедра:
ЕОМ
Інформація про роботу
Рік:
2011
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Комп’ютерна схемотехніка
Група:
КІ
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра ЕОМ
Курсовий Проект
З курсу: “Комп’ютерна схемотехніка”
на тему:
„ Запам’ятовувальний пристрій з мікропрограмним керуванням”
Зміст
1. Мікропрограма у відповідності з заданим варіантом №13. 2
2. Граф МПА 3
3. Вирази для функцій збудження D0, D1 та функцій виходів К0, К1, К2, К3 3
4. Спрощена форма виразів для функцій збудження D0, D1 та функцій входів K0, K1, K2, К3 4
5. Опрацювання та опис функціональної схеми пристрою 5
6. Опрацювання та опис принципової електричної схеми пристрою 7
7. МПА на основі ІС типів КР555РТ17 (ПЗП) та К555ТМ9 (регістр) 11
7.1. Вирази для функцій збудження D0, D1 та функцій входів K0, K1, K2, К3 в цифровій формі 11
7.2. Таблиця істинності ПЗП 11
7.3. Схема МПА побудованого на основі ПЗП 12
Список використаної літератури 13
Мікропрограма у відповідності з заданим варіантом №3.
А0:
(Q̅1̅·Q̅0̅) якщо Y̅1̅·Y̅0̅ то К1 йти до А3
якщо Y̅1̅·Y0 то К3,К2 йти до А0
якщо Y1·Y̅0̅ то К1 йти до А1
якщо Y1·Y0 то К0 йти до А2
А1:
(Q̅1̅·Q0) якщо Y̅1̅·Y̅0̅ то К2 йти до А3
якщо Y̅1̅·Y0 то К0 йти до А0
якщо Y1·Y̅0̅ то К3, К2 йти до А2
якщо Y1·Y0 то К1 йти до А1
А2:
(Q1·Q̅0̅) якщо Y̅1̅·Y̅0̅ то К1 йти до А0
якщо Y̅1̅·Y0 то К0 йти до А1
якщо Y1·Y̅0̅ то К3, К2 йти до А3
якщо Y1·Y0 то К2 йти до А2
А3:
(Q1·Q0) якщо Y̅1̅·Y̅0̅ то К1 йти до А1
якщо Y̅1̅·Y0 то К0 йти до А0
якщо Y1·Y̅0̅ то К3 йти до А2
якщо Y1·Y0 то К2,К3 йти до А3
K0=EWR - дозвіл на запис
K1=E+1 -збільшення адреси
K2=CS - звертання до пам’яті
K3 = RD - читати / писати
Граф МПА
Рис. 1 Граф Мікропрограмного автомату
Вирази для функцій збудження D0, D1 та функцій виходів К0, К1, К2, К3
D0 =Y1·Y̅0̅·A0 v Y1·Y0·A1 v Y̅1̅·Y0·A2 v Y̅1̅·Y̅0̅·A3 v Y̅1̅·Y̅0̅·A0 vY̅1̅·Y̅0̅·A1v Y1·Y̅0̅·A2 v Y1·Y0·A3
D1= Y1·Y0·A0 vY1·Y̅0̅·A1 v Y1·Y0·A2 v Y1·Y̅0̅·A3 v Y̅1̅·Y̅0̅·A0 v Y̅1̅·Y̅0̅·A1 v Y1·Y̅0̅·A2 v Y1·Y0·A3
К0 = Y1·Y0·A0v Y̅1̅·Y0·A1vY̅1̅·Y0·A2vY̅1̅·Y0·A3
К1 =Y̅1̅·Y̅0̅·A0 v Y1·Y̅0̅·A0 v Y1·Y0·A1 v Y̅1̅·Y̅0̅·A2v Y̅1̅·Y̅0̅·A3
К2 =Y̅1̅·Y0·A0 vY̅1̅·Y̅0̅·A1v Y1·Y̅0̅·A1 vY1·Y̅0̅·A2v Y1·Y0·A2 v Y1·Y0·A3
К3 = Y̅1̅·Y0·A0 v Y1·Y̅0̅·A1 v Y1·Y̅0̅·A2 vY1·Y̅0̅·A3v Y1·Y0·A3
Спрощена форма виразів для функцій збудження D0, D1 та функцій входів K0, K1, K2, К3
D0= Y̅0̅·A0 v(Y1·Y0 v Y̅1̅·Y̅0̅)·A1v (Y1·Y̅0̅ v Y̅1̅·Y0)·A2v(Y1·Y0 v Y̅1̅·Y̅0̅)·A3
D1 = (Y1·Y0 v Y̅1̅·Y̅0̅)·A0vY̅0̅·A1vY1·A2vY1·A3
К0 = Y1·Y0·A0 v Y̅1̅·Y0·A1 v Y̅1̅·Y0·A2 v Y̅1̅·Y0·A3
К1 =Y̅0̅·A0 v Y1·Y0·A1 v Y̅1̅·Y̅0̅·A2 v Y̅1̅·Y̅0̅·A3
К2 =Y̅1̅·Y0·A0 v Y̅0̅·A1 v Y1·A2 v Y1·Y0·A3
К3 = Y̅1̅·Y0·A0 v Y1·Y̅0̅·A1 v Y1·Y̅0̅·A2 v Y1·A3
Опрацювання та опис функціональної схеми пристрою
Рис. 2 Запам'ятовувальний пристрій з мікропрограмним керуванням
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 імпульсу (ТІ), виконує наступні операції: скид в “0”, запис та збільшення вмісту на 1 при наявності на керуючих входах сигналів EWR та E+1 відповідно; запам’ятовувальний пристрій, з організацією 256х8, виконує читання при наявності сигналів CS, RD=1, а запис при CS, RD=0.
Входи завантаження лічильника та інформаційні входи/виходи запам’ятовувального пристрою під’єднані до двонаправленої 8-розрядної шини даних (ШД). Керуючі сигнали:
EWR=K0
E+1=K1
CS=K2
RD=K3
Під впливом вхідних сигналів Y1, Y0 на виходах регістра формуються сигнали Q1, Q0, що визначають стан мікропрограмного автомата (МПА), а також керуючі сигнали K0=EWR, K1=E+1, K2=CS, K3=RD.
Опрацювання та опис принципової електричної схеми пристрою
Весь пристрій має наступний принцип роботи. На вхід керуючого автомату поступають вхідні сигнали y1, y0 , які визначають роботу схеми в цілому. Керуючий автомат за допомогою комбінаційної схеми на логічних елементах на основі вхідних сигналів та попереднього стану формує значення керуючих сигналів та свого наступного стану. Всі вихідні сигнали надходять на регістр-буфер, який зв’язує керуючий та операційний автомат, та чекають сигналу синхронізації. Операційний автомат складається з елементів пам’яті, схеми здійснення лічби адрес та шини адрес і даних. В залежності від керуючих сигналів операційний автомат може здійснювати наступні операції: запис інформації, зчитування інформації, інкремент адреси, завантаження нової адреси.
Принцип роботи керуючого автомата
Основні терми формуються з виходів дешифратора. Їх інверсія здійснюється за допомогою блока інверторів. Потім сигнали приходять на інформаційні входи мультиплексорів, в такій комбінації, що вони формують кожну з мінімізованих функцій на відповідному мультиплексорі. З регістра сигнали Q0 і Q1, які визначають стан автомата приходять на адресні входи мультплексорів і формують слово, яке служить для мультиплексора адресним входом. За цією адресою кожен з мультиплексорів бере певний терм кожної з функцій і передає його на вихід мультиплексора звідки сигнали поступають на певний вхід регістра. У відповідності до вхідного сигналу та сигналу на тактовому вході тригери в регістрі переводяться в стан 0 або 1, чи чекають на додатній перепад сигналу на стробуючому вході. З виходів 0 і 1 формуються сигнали Q0 і Q1 відповідно, які формують нову комбінацію адрес на адресних входах мультиплексорів. А сигнали з виходів 2, 3, 4, 5 поступають в операційний автомат для подальшого управління ним з наступанням відповідного сигналу на тактових входах його елементів.
Операційний автомат
Операційний автомат складається з мікросхем К555ИЕ18 та К132РУ9А.
Мікросхема К555ИЕ18 – це чотирьохрозрядний двійковий лічильник з асинхронним скидом. В мікросхемі передбачена можливість попереднього запису інформації. Робота мікросхеми визначається трьома входами управління: Е+1, EWR, CR. Низький рівень напруги на вході EWR дозволяє попереднє встановлення лічильника в стан, що визначається логічними рівнями на інформаційних входах 1, 2, 4, 8. Встановлення проводиться синхронно по передньому фронту синхроімпульсу. Лічба імпульсів, починається з числа, попередньо встановленого, буде проводитися тільки при наявності напруги високого рівня на всіх трьох входах управління Е+1, EWR, CR. При наявності напруги низького рівня на одному з входів Е+1, CR на виходах лічильника зберігається попередній стан. Встановлення лічильника в вихідний стан низького рівня напруги на виходах виконується синхронно при поданні низького рівня напруги на вхід R по додатному фронту тактового імпульсу на вході С.
Мікросхема К132РУ9А – це мікросхема ОЗП. Її організація пам’яті 210∙4/8 = 512 байт. Має 10 адресних входи і 4 входи даних. Має інверсних вхід дозволу запису, та інверсний вхід вибору кристалу. Дана мікросхема може перебувати в 3-ох станах і оснащена двонаправленою шиною даних. Його таблиця істинності – таблиця 6.4.
Таблиця 4
Вхід
Функція
0
0
Відключено
0
1
Читання
1
0
Запис
1
1
Забор. комбін.
Принцип роботи операційного автомата
Оскільки дія К0 відповідає за дозвіл запису вхідної комбінації на лічильник, то вихід 2 регістра заводиться на інвертор, бо функція для К0 складалась з ДДНФ, тобто по одиницях, а на вході EWR активним є нульовий логічний рівень напруги, і з інвертора поступає на вхід дозволу запису лічильників D9, D10. При поступленні нульового логічного рівня на вхід EWR в лічильники примусово буде записане значення яке сформоване на обох мікросхемах ОЗП. Причому мікросхема D11 буде формувати молодші розряди, а D12 – старші.
Дані лічильники включені в лічильному режимі з нарощенням розрядності, бо вихід CR, лічильника D9, який формує молодші розряди, заведено на вхід Е+1 лічильника D10, що при наявності сигналу на виході CR, який свідчить про перенос в старший розряд, буде додавати одиницю до попереднього значення. D10 формує старші розряди. Функція К1, що буде надходити з виходу 3 регістру, яка відповідає за лічбу імпульсів буде збуджувати вхід Е+1 у молодшому лічильнику і змушуватиме його додавати 1 до молодшого розряду існуючої в ньому комбінації чисел.
Для того, щоб ОЗП здійснив зчитування інформації, на входах статичного ОЗП мають бути =0 і =1, тоді на виході елемента АБО-НЕ, що знаходиться в ОЗП буде високий логічний рівень, який відкриє одні транзистори, що дозволить іншим передавати інформацію на відповідні виходи. Отже для зчитування інформації відповідні функції мають бути рівні К2=1, К3=1. Тоді інформація за заздалегідь сформованим адресом на лічильниках при вищенаведеній комбінації К2 і К3 буде передана через шину даних на виходи кінцевого автомата. Або при значені К0=1 ця інформація буде ще встановлена примусово у лічильнику. При комбінації К0=0, К1=1 лічильник буде формувати наступні адреси для зчитування, які будуть зчитані з настанням додатного перепаду синхроімпульсу. Цей весь процес наочно зображено на функціональній та монтажних схемах.
Для того, щоб лічильники були завжди включені, їх вхід СR заводимо на «1», заводимо на «1» через конденсатор, щоб при включені схеми вона встигла перезапуститись (зробити reset), тобто спочатку активуються всі елементи автомата, бо встановиться напруга на елементах достатня для їх роботи майже моментально, а напруга на вході в цей момент часу все ще буде рівна напрузі логічного нуля, що заставить лічильники встановити в стан «0». Пізніше, коли конденсатор зарядиться, на вході буде присутній високий логічний рівень, що забезпечить нормальну роботу лічильників. , T = R∙C.
Оскільки для адресації ми не будемо використовувати всі входи ОЗП, то 8 і 9 невикористані входи заводимо на «землю».
МПА на основі ІС типів КР555РТ17 (ПЗП) та К555ТМ9 (регістр)
Вирази для функцій збудження D0, D1 та функцій входів K0, K1, K2, К3 в цифровій формі
D0 = v (0,1,3,6,8,10,13,15)
D1 = v (0,1,9,10,11,12,14,15)
K0 = v (5,6,7,12)
K1 = v (0,2,3,8,13)
K2 = v (1,4,9,10,14,15)
K3 = v (4,9,10,11,15)
Таблиця істинності ПЗП
Таблиця 5
A
Y1
Y0
Q1
Q0
K3
K2
K1
K0
D1
D0
D
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
11
1
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
19
2
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
8
3
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
9
4
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
48
5
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
4
6
0
1
1
0
0
0
0
1
0
1
5
7
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
4
8
1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
9
9
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
50
10
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
51
11
1
0
1
1
1
0
0
0
1
0
34
12
1
1
0
0
0
0
0
1
1
0
6
13
1
1
0
1
0
0
1
0
0
1
9
14
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
18
15
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
51
ВАГА
8
4
2
1
32
16
8
4
2
1
Схема МПА побудованого на основі ПЗП
Дана реалізація здійснюється на двох мікросхемах К155РE3 і К555ТМ9. Це PROM запрограмована в лабораторії під конкретне завдання (в даному випадку під автомат), і регістр описаний вище, відповідно.
В даній PROM ми будемо використовувати 4 інформаційні входи, решту щоб не заважали в роботі заведемо на «0», сюди ж заведемо вхід . Входи & заведемо на «1». Це забезпечить правильну постійну роботу системи, оскільки ми не будемо використовувати розширення, бо організація даного PROM в 256 біт нас цілком задовольняє. Регістр міститиме 4 стани в перших двох вихідних розрядної, які і забезпечують управління схемою, будучи заведеними на входи 0, 1 PROM. А сигнали К0, К1, К2, К3 будучи сформованими PROM будуть після спрацювання регістра негайно переданими на вихід. Вся схема синхронізується по додатному перепаду синхроімпульсу.
Для програмування PROM в лабораторії, складають таблицю істинності (прошиття) ПЗП. Вона складається наступним чином.
Спочатку вибираємо необхідну кількість входів і визначаємо яка функція буде заходити на який вхід. Відповідно до цієї кількості перебираємо всі можливі значення кодів у двійковій системі числення, і в окремому рядочку записуємо їх шістнадцяткові еквіваленти. Потім вибираємо необхідну кількість виходів і визначаємо яка функція буде заходити на який вихід. Відповідно до цієї кількості позначаємо розрядну вагу кожного виходу. Потім з ДДНФ вважаючи, що А0 = 00, А1= 01, А2=10, А3 = 11 значенню кожного рядка вхідної комбінації співставляємо значення відповідного терму ДДНФ. І так для кожної функції. Потім відповідно до розрядності кожної з функцій, для кожної з вхідних комбінацій записуємо значення вихідного числа в шістнадцятковій системі числення (або в десятковій). При програмуванні ми будемо використовувати ці шістнадцяткові представлення для правильного програмування роботи мікросхеми.
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 1987.
Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 2000.
Полупроводниковые БИС ЗУ: Справочник. / Под ред. Гордонова А.Ю. – М.: Радио и связь, 1987.
15.05.2013 16:05-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора