CBRR5024 (664407), страница 4
Текст из файла (страница 4)
| - | -- | -- | -- |
| 0 | 1 | 1 | 1 |
| -- | -- | ||||
| 0 | 1 | 1 | 1 | -- | -- | -- | -- | 1 | 1 |
J1 = X1 Ú Q2 K1 = Q2 Ú X2 J2 = Q1
| 1 | -- | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | |||||
| 0 | -- | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
На основании полученных выражений строим схему КЦУ в базисе И, ИЛИ, НЕ (рис. 8).
4.5 Построение функционально - логической схемы процессорного устройства ( УСД )
Функционально-логическая схема УСД строится на основании приведенных выше общей структурной схемы УСД, структурной схемы УУ , функционально-логической схемы КЦУ и структурной схемы ОУ. Поскольку проектируемое процессорное устройство является специализированным, реализующим всего одну микропрограмму сбора данных, оно не нуждается в командном (программном) управлении. Поэтому входы Z1¸Zk , показанные на общей структурной схеме УСД (см. рис. 1), в данном случае не нужны. Для построения схемы в справочнике по интегральным микросхемам следует отыскать подходящие элементы всех перечисленных схем с учетом изложенных выше соображений, относящихся к некоторым требуемым свойствам этих элементов. Условные обозначения этих элементов нужно надлежащим образом разместить на листе бумаги и соединить между собой в соответствии с логикой работы устройства и таблицами управляющих сигналов.
Функционально-логическая схема отличается от принципиальной тем, что на ней не представлено размещение элементов в корпусах микросхем. Соответственно на Функционально-логической схеме отсутствует нумерация выводов корпуса.
На Функционально-логической схеме УСД следует представить способ организации ОП, используя условное обозначение выбранной микросхемы ОЗУ и выбранный способ соединения этих микросхем (корпусов, модулей, или кристаллов, как их принято еще называть). Остальные внешние устройства УСД (АЦП и коммутатор аналоговых каналов) достаточно изобразить в обобщенной форме, как на структурной схеме ОУ, поскольку они не являются предметом проектирования. Функционально-логическая схема УСД приведена на рис. 9. на след. странице
4.6 Оценка быстродействия УСД в варианте реализации на принципах схемной логики
При оценке быстродействия УСД для простоты будем считать, что наибольшая длительность акта преобразования АЦП меньше тактового периода синхроимпульсов (Т = 2 мкс). В этом случае при функционировании УСД режим ожидания (прохождение микропрограммы по малому циклу (см. рис. 5) будет отсутствовать.
Число тактов, требуемых для выполнения микропрограммы сбора данных, равно сумме дуг, содержащихся в пути между узлами графа с учетом циклического повторения отдельных участков пути. Таким образом цикл сбора данных будет складываться из одного такта на выполнение микрокоманды Y1 и F (в данном случае девяти) прохождений по большому циклу (от a1 до a1 , см. рис.6). Каждое прохождение по большому циклу требует трех тактов. Итого длительность цикла сбора данных составит S = (1+F.3).T = (1+13 .3).T = 40.2 мкс = 80 мкс.
5 РЕАЛИЗАЦИЯ УСД В ВИДЕ МПС НА БАЗЕ МИКРОПРОЦЕССОРА КР580ВМ80
5.1 Структурная схема микропроцессорного устройства
Структурная схема УСД, построенного в виде микропроцессорного устройства (МПУ), представлена на рис.10. Кроме микропроцессора и известных уже модулей АЦП, ОП и коммутатора аналоговых каналов, схема МПУ содержит два устройства ввода и одно устройство вывода данных, роль которых могут выполнять программно-управляемые регистры-порты, например МБР К5889ИР12. В таком варианте МПУ шина управления может состоять всего из двух линий ЗАПИСЬ и ЧТЕНИЕ. На рис.10 для простоты не показаны: дешифратор сигналов выборки модуля ОП (ВК) и триггер-флаг АЦП (Тфл).
5.2 Блок - схема алгоритма функционирования МПУ
Начальный адрес 071516 ячейки памяти области ОП, отведенной для сбора данных, будем хранить в паре регистров HL. Текущий номер (адрес) аналогового канала в соответствии с заданием будем помещать в регистр E.
Примем, что требуется соблюдать тот же порядок опроса аналоговых каналов, что и при реализации УСД на принципах схемной логики, то есть начиная с канала, имеющего номер (адрес) 0. Чтобы обеспечить формирование признака завершения цикла сбора данных, в регистре B поместим число F=1110 (число аналоговых каналов). Тогда блок-схема алгоритма сбора данных будет иметь вид (рис.11). Дадим краткое пояснение к блок-схеме. Так как по заданию программа представляет собой прерывающую программу в предложении, что в состав МПС входит контроллер прерываний КР580ВН69, то необходимо сначала сохранить содержимое всех регистров. Это показано в блоках 1¸4. В блоке 5 в пару регистров HL загружается начальный адрес G (071516). В блоке 6 в регистр B загружается число 1110 (0B16). Регистр E служит счетчиком адресов аналоговых каналов. В блоке 7 в него загружается адрес первого канала 0016. Затем этот адрес через аккумулятор и устройства вывода № 1 (блоки 9 и 8) поступает на адресный вход коммутатора (см. рис. 10).
Коммутатор подключает первый канал ко входу АЦП и запускает последний. МПУ переходит в режим ожидания окончания акта преобразования АЦП (блоки 10, 11 и 12). Сигнал с выхода ОК АЦП заносит младший разряд регистра порта ввода № 2. Пока ОК=0, акт преобразования в АЦП не окончен. В этом случае блоки 10¸12 обеспечивают запись в триггер-флаг Тс нуля и тем самым прохождение программы по малому циклу. Данный режим выполнения программы продолжается до тех пор, пока сигнал ОК на выходе АЦП не станет равным 1. Так обеспечивается режим ожидания. Как только ОК станет равным 1, то после выполнения команды блока 12 Тс=1 и осуществляется запись данных с выхода АЦП в ОП через устройство ввода № 1 и аккумулятор (блоки 13 и 14).
Далее происходит формирование адресов следующей ячейки памяти (блок 15) и следующего аналогового канала (блок 16). Новый адрес канала записывается в аккумулятор (блок 17). В блоке 18 выполняется операция сравнения содержимого регистров А и B. Если (А)=(B), то все каналы опрошены, результат операции сравнения дает 0 (Z=1) и цикл сбора данных завершён. Если же Z=0, то осуществляется опрос следующего канала, так как при выполнении операции сравнения содержимое аккумулятора остается неизменным, то есть в нём по-прежнему содержится адрес следующего канала, загружаемый в блоке 17. Таким образом, пока адрес очередного аналогового канала, сформированный в регистре E в блоке 16, остается меньше 0A16 обеспечивается прохождение программы по большому циклу. По завершению программы происходит чтение данных из стека и возврат из подпрограммы (блоки 20¸23 и 24).
5.3 Программа на языке Ассемблера
Программа, записанная на языке Ассемблера микропроцессора КР580ВМ80, представлена в табл. 4.
Дадим краткое пояснение к таблице 4. Команды 1¸4 сохраняют содержимое всех регистров в стеке. Команды 5,6 и 7 в графе “Операнды” содержат коды чисел, загружаемых соответственно в регистры HL, B и E. Загружаемые числа представлены в шестнадцатиричной системе. Признаком шестнадцатиричной системы
| № команды | Мет ка | Операция | Операнды | Комментарий | Бай ты | Циклы | Так ты |
| 1 | PUSH | B | ;стек ¬( ВС ) | 1 | 3 | 11 | |
| 2 | PUSH | D | ;стек ¬( DE ) | 1 | 3 | 11 | |
| 3 | PUSH | H | ;стек ¬( HL ) | 1 | 3 | 11 | |
| 4 | PUSH | PSW | ;cтек ¬ PSW | 1 | 3 | 11 | |
| 5 | LXI | H,0715 H | ;HL ¬ 071516 | 3 | 3 | 10 | |
| 6 | MVI | B , 0A H | ;B ¬ 0A16 | 2 | 2 | 7 | |
| 7 | MVI | D , 00 H | ;D ¬ 0016 | 2 | 2 | 7 | |
| 8 | MOV | A , E | ; A ¬ ( E ) | 1 | 1 | 5 | |
| 9 | K2: | OUT | 1 | ;Устр.выв.№1¬(А) | 2 | 3 | 11 |
| 10 | K1: | IN | 2 | ; A¬(устр.вв. №2) | 2 | 3 | 11 |
| 11 | RRC | ; A ¬ Сдв.П ( А ) | 1 | 1 | 4 | ||
| 12 | JNC | K1 | ;Блок 2 УП | 3 | 3 | 10 | |
| 13 | IN | 1 | ; A¬(устр.вв. №1) | 2 | 3 | 11 | |
| 14 | MOV | M , A | ; M ¬ ( A ) | 1 | 2 | 7 | |
| 15 | INX | H | ;HL ¬ ( HL ) + 1 | 1 | 1 | 5 | |
| 16 | INR | E | ;E ¬ ( E ) + 1 | 1 | 1 | 5 | |
| 17 | MOV | A , E | ; A ¬ ( E ) | 1 | 1 | 5 | |
| 18 | CMP | B | ; ( A ) — ( B ) | 1 | 1 | 4 | |
| 19 | JNE | K2 | ;Блок 19 УП | 3 | 3 | 10 | |
| 20 | POP | PSW | ;PSW¬(стек) | 1 | 3 | 11 | |
| 21 | POP | H | ;HL ¬ (стек ) | 1 | 3 | 11 | |
| 22 | POP | D | ;DE ¬ (стек ) | 1 | 3 | 11 | |
| 23 | POP | B | ;BC ¬ (стек ) | 1 | 3 | 11 | |
| 24 | RET | ;Возврат из ППР | 1 | 3 | 11 |
Таблица 4
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
