Курсач Тани (Курсовой проект (готовый) вариант 93), страница 3

Код операции должен фиксироваться в регистре D. Три его младших разряда должны поступать на дешифратор, который формирует сигналы B1-B7.

Должна быть схема сравнения значения, появившегося на адресной шине, со значением, выставленном на тумблерном регистре. По результатам этого сравнения и на основании сигналов ПРГОТ и ЗАН должно вычисляться условие запуска МП (x1).

Счетчик должен предусматривать установку значения 8, значения из регистра кода операции, инкремент и декремент. На его выходе должна быть схема сравнения, формирующая сигнал Сч=0.

Регистр занятости предназначен для хранения состояния занятости устройства. Его выход должен подключаться к сигнальной шине интерфейса. Он должен предусматривать установку и сброс.

Регистры А, В и С, а также ALU, участвуют во всех вычислениях.

В регистр А информация может поступать из двух источников: со входной шины данных и из регистра С. Поэтому на его входе предусмотрен мультиплексор разрядностью 16 бит. Сам регистр А должен поддерживать операции записи, сдвига вправо-влево.

В регистр В информация может поступать со входной шины и регистров С и D. Он должен поддерживать запись.

АЛУ используется для выполнения арифметических и логических операций. Его разрядность равна 16 битам.

Регистр С принимает результаты операции из АЛУ. С выхода этого регистра информация поступает на вход мультиплексора рег. А. Кроме того старшее и младшее слово раздельно поступают на вход выходного мультиплексора, для выдачи на выходную шину.

Выходной мультиплексор позволяет выдавать раздельно старшее и младшее слово результата на выходную шину. Если результат не выдается, выходы мультиплексора должны переводиться в высокоимпедансное состояние.

Сигналы ПРГОТ, ЗАН, КОП, ДАННЫЕ, ПРРЕЗ берутся непосредственно с управляющей шины.

Сигналы ГОТ, ЗАПР, РЕЗ необходимо держать в течение всего одного такта, поэтому они формируются напрямую из управляющих сигналов и, при переходе к следующему такту, автоматически обнуляются.

Разработанная структурная схема операционного автомата приведена на листе 2..

Синтез операционного элемента №1

Регистр кода операции.

Операционный элемент №1 состоит из:

- регистра D, в котором хранится код операции, поступивший со входной шины;

- дешифратора КОП, который на основе значения, хранящегося в регистре D, формирует осведомительные сигналы ;

- семи инверторов, которые инвертируют осведомительные сигналы в осведомительные сигналы В1,….,В7.

Для синтеза регистра D используем микросхему КР555ИР11A, универсальный четырехразрядный сдвигающий регистр. По сигналу y9 он должен записывать код операции со входной шины данных.

Таблица№6 Управляющие сигналы и входы регистра D

К выходам этого регистра присоединяем дешифратор К555ИД4, который будет формировать условия B1-B7. На входы дешифратора подаем разряды D0-D2 регистра D. С выходов снимаем инвертированные сигналы B1-B7.

Рис.8 Операционный элемент №1

Синтез операционного элемента №2

Операционный элемент №2 состоит из:

- JK-триггера, который служит для формирования сигналов ЗАПР=1 и ЗАПР=0;

Таблица№7 Управляющие сигналы и входы триггера

Рис.9 Операционный элемент №2

Синтез операционного элемента №3

Операционный элемент №3 состоит из:

- JK-триггера, который служит для формирования сигналов ЗАН=1 и ЗАН=0;

Таблица№8 Управляющие сигналы и входы триггера

Рис.10 Операционный элемент №3

Синтез операционного элемента №4

Операционный элемент №4 состоит из:

- JK-триггера, который служит для формирования сигналов ГОТ=1 и ГОТ=0;

Таблица№9 Управляющие сигналы и входы триггера

Рис.11 Операционный элемент №4

Синтез операционного элемента №5

Операционный элемент №5 состоит из:

- JK-триггера, который служит для формирования сигналов РЕЗ=1 и РЕЗ=0;

Таблица№10 Управляющие сигналы и входы триггера

Рис.12 Операционный элемент №5

Синтез операционного элемента №6

Счетчик.

Операционный элемент №6 состоит из:

- мультиплексора счетчика, который передает на счетчик поле D(4:7);

- счетчика, который используется в операции «деления» и в «сдвиге циклическом»;

- вспомогательных схем ИЛИ, позволяющих определить равенство счетчика нулю либо восьми.

Счетчик должен хранить 4-х разрядное число. Для реализации счетчика используем микросхему КР555ИЕ7.

Таблица№11 Управляющие сигналы и входы регистра Счетчика

На входы данных счетчика поступает значение с выхода мультиплексора счетчика. Сигнал на входе –1: Y40

Сигнал на входе +1: Y16

Мультиплексор счетчика организуем на основе мультиплексора К555КП12. Переключение будет производиться по сигналу Y12.

Рис.13 Операционный элемент №6

Синтез операционного элемента №7

Операционный элемент №7 состоит из:

- регистра А(15:0), в котором хранится первый операнд и в котором осуществляется сдвиг вправо и влево первого операнда;

- мультиплексора А, состоящего из двух одинаковых мультиплексоров, позволяющих заносить информацию в регистр А с входной шины и из регистра С;

- вспомогательных элементов ИЛИ и И, предназначенных для формирования осведомительного сигнала А=0.

Таблица№12 Управляющие сигналы и входы регистра А

Рис.14 Операционный элемент №7

Синтез операционного элемента №8

Операционный элемент №8 состоит из:

• регистра В(7:0), в котором при всех операциях хранится второй операнд;

• мультиплексора B, состоящего из трех одинаковых мультиплексоров, позволяющих заносить информацию в регистр В с входной шины, из регистра С и из регистра E.

Таблица№13 Управляющие сигналы и входы регистра В

Рис.15 Операционный элемент №8