Методические указания, страница 7

З десь с учетом логических выражений (2.1) и выбранной элементной базы

УЗП = P1 / Q,

УСДВ = P2 / Q. (2.2)

С игнал возбуждения Д-триггера на микросхеме DD14 типа К155ТМ2, используемого для построения УА, на основании (2.1) и (2.2) запи­шется следующим образом:

D = (P1 / Q1) / ( P2 / Q) = УЗП / УСДВ. (2.3)

С четчик собирается на микросхеме К555ИЕ19, включающей два 4-разрядных асинхронных счетчика с последовательным переносом. Для его работы сигнал УСЧ необходимо стробировать тактовыми импульса­ми ГИ :

УСЧ1 = УСЧ ∙ τ = (УСДВ ∙ P3) τ = УСДВ ↓ ( P3 / τ)

С игнал УСЧИТ в соответствии с (2.1) формируется на элементе DD12.4, выполняющем функцию ИЛИ-НЕ (стрелку Пирса):

УСЧИТ = P2 ∙ Q = P2 ↓ Q.

При его формировании необходимо организовать такой временной интер­вал между последним импульсом УСЧ1 и УСЧИТ, чтобы гарантировать за­вершение всех переходных процессов в последовательном счетчике на К555ИЕ19 (60 нс на четыре разряда, 90 нс на шесть разрядов). Рабо­та устройства демонстрируется эпюрами напряжений на рис. 2.14. Сум­марная задержка фронта импульса УСЧИТ относительно среза импульса УСЧ1 - не менее 100 нc. Таким образом, к началу импульса УСЧИТ все переходные процессы в счетчике DD13 завершатся, и выходной код В{1:6} установится.

Устройство требует для своего построения 14 корпусов микро­схем, среди них: по четыре микросхемы К155ИР13 и К155ЛЕ3, по одной микросхеме K155ЛA2, К155ТМ2, К555ИЕ19, К155ЛА8 и две микросхемы К555ЛЕ1.

Разработанная схема обеспечивает время преобразования от 0,25 мкс (нулевой код) до 6,25 мкс (код всех единиц) при потреб­ляемой от источника +5 В мощности 3,5 Вт.

2.4. ПОСТРОЕНИЕ УСТРОЙСТВА В ВИДЕ МИКРОПРОЦЕССОРНОГО ВЫЧИСЛИТЕЛЯ НА БИС КР580ВМ80 (Intel 8080A)

Микропроцессорный вычислитель имеет стандартную структуру. Поэтому его схему строить не надо. Единственной задачей остается создание программируемого контроллера интерфейса, обеспечивающего подключение к вычислителю источника и потребителя информации, управляющей программы обмена контроллера, называемой драйвером, и обрабатывающей программы.

В отличие от рассмотренных ранее вариантов построения преоб­разователя в виде самостоятельного устройства для микропроцессор­ного варианта подсчет числа единиц кода осуществляется с помощью обрабатывающей программы. Поэтому ее написание и отладка является важным этапом в построении устройства, включающем следующие шаги:

1) разработку обрабатывающего алгоритма;

2) составление программы на языке ассемблера;

3) отладку и выполнение программы.

Третий шаг требует дополнительных пояснений. Отладку и выпол­нение программы можно осуществить либо на микро ЭВМ и персональных ЭВМ, имеющих транслятор с языка ассемблера КР580ВМ80 или языков ассемблеров, включающих его как подмножество, либо на лабораторной микроЭВМ "Микролаб". В последнем случае необходимо выполнить руч­ное ассемблирование программы.

При составлении алгоритма необходимо учитывать, что микропро­цессорный вычислитель имеет байтовую организацию памяти и 8-разряд­ную шину данных. Обобщим исходную задачу, положив, что входной код, число единиц которого подсчитывается после размещения его в памяти, занимает массив из n байтов.

Алгоритм для микропроцессорного вычислителя не соответствует исходной схеме алгоритма, разработанного для регистровой реализации устройства, в нем отсутствуют сигналы синхронизации (СТРОБ, УСЧИТ, УГОТ). Входные (выходные) данные считываются (записываются) из ячеек оперативной памяти.

Схема алгоритма изображена на рис. 2.15. Алгоритм включает в себя два цикла: подсчет числа единиц в текущем байте и накопление единиц при просмотре всех байтов. Входной код размещается в масси­ве БАЙТ_ДАННЫХ. Положение текущего байта в массиве определяется счетчиком байтов СЧ_БАЙТ. Положение текущего бита этого байта, предварительно помещенного в аккумулятор, определяется СЧ_БИТ.

Программа, реализованная по данному алгоритму, представлена на рис. 2.16. Просмотр битов текущего байта осуществляется путем сдвига аккумулятора, при этом анализируемый бит кода формирует зна­чение признака переноса С. Окончание просмотра осуществляется по нулевому содержимому счетчика битов, расположенного в регистре В. Просмотр байтов кода завершается, когда обнуляется счетчик байтов, расположенный в регистре С. Программа загружается в ОЗУ по адресу 8000.

Для успешного выполнения курсовой работы необходимо, чтобы студент умел пользоваться и ориентироваться в научной и справочной литературе по тематике курсовой работы. Чтобы помочь студенту в этом, ниже приводится указатель литературы, сгруппированной по от­дельным разделам работы.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Общие вопросы

1. Каган Б.М. Электронные вычислительные си­стемы. - М.: Энергоатомиздат, 1991.

2. Уокерли Дж. Архитектура и программирование микро­ЭВМ: В 2-х кн. - М.: Мир.1984.

3. Бруснецов Н.П. Микрокомпьютеры. - М.: Наука,1985.

4. Гилмор Ч. Введение в микропроцессорную технику. -М.: Мир, 1984.

5. Микропроцессоры; В 3-х кн. / Под ред. Л.Н. Преснухина. -М.: Высшая шкода, 1986.

6. Кондратьев P.M., Мельников Б.C., Щег­лов А.В. Архитектура микропроцессорных вычислителей. - М.: МАИ, 1986.

7. Пухальский Г.И. Новосельцева Т.Я. Цифровые устройства: Учебное пособие для втузов. – СПб: Политехника, 1996.

8. Силин В.Б. Конспект лекций по курсу “Электронные вычислительные устройства”. М.: МАИ 1971 [681.14 (075) С-362].

Языки операционного описания, языки регистровых передач и синтез операционных устройств

9. Автоматизация проектирования вычислительных систем, языки моделирования и базы данных / Под ред. Брейера. М. - М.: Мир,1979.

10. Проектирование цифровых вычислительных машин / Под ред. С.А. Майорова. - М.: Высшая школа, 1972.

11. Майоров С.А., Новиков Г.И. Принципы органи­зации цифровых машин. - Л.: Машиностроение, 1974.

12. Чу Я. Организация ЭВМ и микропрограммирование. - М.: Мир, 1975.

13. Силин В.Б., Мельников Б.C. Электронные вы­числительные устройства. Операционный синтез. - М.: МАИ, 1982.

14. Силин В.Б., Мельников Б.С., Кондратьев P.M. Операционный синтез цифровых устройств. - М.: МАИ, 1985. (Содержит в себе описание УА с программируемой логикой с принудительной и естественной адресацией).

Построение управляющих автоматов

15. Силин В.Б., Мельников Б.С. Учебное пособие по курсу “Электронные вычислительные устройства”. Конечные автома­ты: Учебное пособие. - М.: МАИ, 1978.

16. Лазарев В.Г., Пийль Е.И. Синтез управляющих автоматов. - М.: Энергия, 1978.

17. Баранов С.И. Синтез микропрограммных автоматов. -Л.: Энергия, 1978.

18. Специализированные ЦВМ / Под ред. В.Б. Смолова. - М.: Выс­шая школа, 1981.

Программирование микропроцессорных вычислителей

19. Григорьев В.Л. Программное обеспечение микро­процессорных систем. - М.: Энергоатомиздат, 1983.

20. Григорьев В.Л. Программирование однокристальных микропроцессоров. - М.: Энергоатомиздат, 1987.

Программирование на ассемблере однокристального микропроцессора КР580ВМ80А

21. Кондратьев P.M., Мельников Б.С., Щеглов А.В. Архи­тектура микропроцессорных вычислителей.- М.: Изд-во МАИ, 1986.

22. Караваев А.П., Мельников Б.С., Щеглов А.В. Изучение архитектуры и программных средств микропроцессорных вычисли­телей на базе микропроцессора КР580ВМ80А: Лаб. работы по курсу "Вычислительные системы и микропроцессорная техника (ВС и МПТ)". - М.: Изд-во МАИ, 1993.