Автор работы: Пользователь скрыл имя, 12 Декабря 2010 в 14:02, курсовая работа
По шинам А{1:8} и В на вход устройства поступает 16-ти разрядный код по байтам (первый байт по шине А параллельно, второй по шине В последовательно). Определить число комбинаций 11011 в пришедшем коде, результат выдав по отдельной шине С.
Примем, что источник входного кода гарантирует правильность выставленной информации во время действия стробирующего импульса СТРОБ, а само устройство подтверждает выдачу кода числа единичных символов генерацией импульса считывания УСЧИТ.
Выберем тактовую синхронизирующую последовательность импульсов. Пусть в разрабатываемом устройстве она будет общей для источника, устройства преобразования и потребителя информации (внешняя синхронизация). Пусть частота ГТИ равна 5 МГц.
Будем считать, что смена кодов А, В и С осуществляется по положительному фронту импульсов ГТИ, длительность импульсов СТРОБ и УСЧИТ равна длительности импульсов тактовой последовательности, а положительные фронты этих импульсов появляются вслед за положительным фронтом импульсов ГТИ.
1. Уточнение задания …………………………………………………………3
2. Разработка схемы алгоритма и составление операционного описания….5
3. Построение функциональной схемы операционного автомата…………..7
4. Управляющий автомат с жесткой логикой………………………………....8
5. Управляющий автомат с программируемой логикой……………………..12
6. Функциональная схема автомата с программируемой логикой………….15
7. Построение принципиальной схемы……………………………………….16
8. Временные диаграммы………………………………………………………17
9. Список литературы…………………………………………………………..18
УСЧИТ
Граф-схема для автомата Мили
1
а0
а1
0
1
1
а2
1
а0
Р1
УСДВ&ùР4
Для реализации выберем автомат Мили, т.к он имеет всего 3 состояния. Будм реализовывать его на D-триггере.
Построим таблицу переходов и выходов автомата Мили
| Вход | Состояние | ||
| а1 | а2 | ||
| Р1 | а0 | ||
| ùР1 |
а1 УЗП |
||
| P2&P3 | a2
УСЧ1 |
||
| ùР2&P3 | a2
|
||
| P2&ùР3&ùР1 | a2
УСЧ1 |
||
| ùP2&ùР3&ùР1 | a2 | ||
| Р4 | a0
УСЧИТ | ||
| ùР4 | a1
УСДВ | ||
Построим
кодированную таблицу
переходов и выходов
конечного автомата.
Для этого воспользуемся кодированной
таблицей внутренних состояний автомата:
| a(t) | Q1(t) | Q2(t) |
| a0 | 0 | 0 |
| a1 | 0 | 1 |
| a2 | 1 | 0 |
Тогда кодированная таблица переходов и выходов принимает вид:
| Вход | Состояние | ||
| 01 | 10 | ||
| Р1 | 00 | ||
| ùР1 |
01 УЗП |
||
| P2&P3 | 10
УСЧ1 |
||
| ùР2&P3 | 10
|
||
| P2&ùР3&ùР1 | 10
УСЧ1 |
||
| ùP2&ùР3&ùР1 | 10 | ||
| Р4 | 00
УСЧИТ | ||
| ùР4 | 01
УСДВ | ||
На основе полученной кодированной таблицы переходов и выходов УА получим функции возбуждения D-триггера и выражения для управляющих сигналов:
D1= P2&P3&ùQ1&Q2+ùР2&P3&ùQ1&Q2+
P2&ùР3&ùР1&ùQ1&Q2+ùP2&ùР3&ùР1&
D2=ùР1&ùQ1&ùQ2+ùР4&Q1&ùQ2
УЗП= ùР1&ùQ1&ùQ2
УСЧ1= P2&P3&ùQ1&Q2+ P2&ùР3&ùР1&ùQ1&Q2
УСЧИТ= Р4&Q1&ùQ2
УСДВ=ùР4&Q1&ùQ2
На основе полученных выражений получаем функциональную схему УА, сигнал СБРОС является установочным и формируется при включении питания или от кнопки.
Управляющий автомат с программируемой логикой
Составим каноническую форму микропрограммы синтезируемого операционного устройства (для АУ с естественной адресацией).
| Номер | Метка | Управляющие сигналы | Переход |
| 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
М1 М2 М3 М4 |
УЗП УСЧ1 УСДВ УСЧИТ |
если Р1, то М1 если Р2, то М3 если Р3, то М3 если Р1, то М3 если Р4, то М4 идти к М2 конец |
Будем считать, что устройство управления решает одну задачу, так что для его построения достаточно иметь ПЗУ, содержащие 10 ячеек. Тогда адрес ячеек ПЗУ будет выражаться четырехразрядным кодом А{3:0}.
Для естественной адресации:
| 0 | УЗП | УСЧ1 | УСДВ | УСЧИТ | - | - | - | - |
| 1 | Р1 | Р2 | Р3 | Р4 | А3 | А2 | А1 | А0 |
Первый разряд формата микрокоманды УА с естественной адресацией определяет признак микрокоманды (ПРМК): 0 - операционная микрокоманда, 1 - управляющая микрокоманда.
Установим соответствие между метками и адресами переходов: M1=010=00002, M2=210=00102, M3=610=01102, M4=910=10012
| Адрес | Разряды микрокоманд |
| 0000
0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 |
1 1000 0000
0 1000 0000 1 0100 0110 0 0100 0000 1 0010 0110 1 1000 0110 1 0001 1001 0 0010 0000 1 0000 0010 0 0001 0000 1 0000 0000 |
Для принудительной адресации микрокоманда может одновременно содержать переходы и управляющие сигналы. Тогда для микрокоманды с принудительной адресацией:
| Номер | Метка | Управляющие сигналы | Переход |
| 0
1 2 3 4 5 6 7 |
М1 М2 М3 М4 |
УЗП УСЧ1 УСДВ УСЧИТ |
если Р1, то М1 если Р2, то М3 если Р3, то М3 если Р1, то М3 если Р4, то М4 идти к М2 конец |
Формат микрокоманды:
| УЗП | УСЧ1 | УСДВ | УСЧИТ | Р1 | Р2 | Р3 | Р4 | А2 | А1 | А0 |
Установим соответствие между метками и адресами переходов: M1=010=0002, M2=210=0102, M3=510=1012, M4=710=01112
Теперь
кодовое выражение
| Адрес | Разряды микрокоманд |
| 000
001 010 011 100 101 110 111 |
0000 1000 000
1000 0000 000 0000 0100 101 0100 0010 101 0000 1000 101 0000 0001 111 0010 0000 010 0001 0000 000 |
Сравнивая объем микропрограмм для управляющих
автоматов с естественной и принудительной
адресацией, мы убеждаемся в том, что принудительная
адресация требует меньшего объема ПЗУ
(в нашем случае 11 * 8 = 70 бит), чем естественная
адресация (9 * 11 = 99 бит). Таким образом,
реализация УА с принудительной адресацией
в нашем случае более желательна.
Функциональная схема УА с программируемой логикой
РМК{5:8} 4
P1P2P3P4
РМК{1:4} 4 3 РМК{9:11}
10
3