Методические указания (775196), страница 6
Текст из файла (страница 6)
УСДВ = P2 ∙ P3 ∙ Q + P2 ∙ P3 ∙ Q = P2 ∙ Q, (2.1)
У
СЧИТ = P2 ∙ Q,
УСЧ = P2 ∙ Q ∙ P3 = УСДВ ∙ P3.
На основе полученных выражений получаем функциональную схему УА (рис. 2.10), 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) с учетом эквивалентности сигналов УЗАП, УН и совместимости сигналов УСЧ, УСДВ в виде табл. 4. В этой микропрограмме переходы и управляющие сигналы расположены на отдельных строчках.
Таблица 4
| Номер | Mетка | Управляющие сигналы | Переход |
| 0 | M1 | Если Р1, то M1 | |
| 1 | УЗП | ||
| 2 | М2 | Если Р2, то М4 | |
| 3 | Еcли РЗ, то МЗ | ||
| 4 | УСЧ, УСДВ | ||
| 5 | Идти к М2 | ||
| 6 | M3 | УСДВ | |
| 7 | Идти к М2 | ||
| 8 | М4 | УСЧИТ | |
| 9 | 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 имеется два формата микрокоманд [14]
| 0 | УЗП | УСЧ | УСДВ | УСЧИТ | - | - | - |
| 1 | P1 | Р2 | Р3 | A3 | A2 | A1 | A0 |
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=810=10002. Теперь нетрудно построить кодовое выражение микропрограммы УУ (табл. 6):
| Таблица 6 | |
| Адрес | Разряды микрокоманд |
| 0000 | 1 1 0 0 0 0 0 0 |
| 0001 | 0 1 0 0 0 0 0 0 |
| 0010 | 1 0 1 0 1 0 0 0 |
| 0011 | 1 0 0 1 0 1 1 0 |
| 0100 | 0 0 1 1 0 0 0 0 |
| 0101 | 1 0 0 0 0 0 1 0 |
| 0110 | 0 0 0 1 0 0 0 0 |
| 0111 | 1 0 0 0 0 0 1 0 |
| 1000 | 0 0 0 0 1 0 0 0 |
| 1001 | 1 0 0 0 0 0 0 0 |
Для принудительной адресации микрокоманда может одновременно содержать переходы и управляющие сигналы. Обратимся к канонической форме микропрограммы функционирования ОУ и выясним возможности объединения строк. Здесь могут быть объединены строки 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, поскольку операторы перехода не имеют меток.
Оставшаяся пара строк 1 и 2 не могут быть объединены, поскольку оператор условного перехода отмечен меткой M2.
Тогда каноническая форма операционного описания будет на три строки короче (табл. 5).
Таблица 5
| Номер | Mетка | Управляющие сигналы | Переход |
| 0 | M1 | Если Р1, то M1 | |
| 1 | УЗП | ||
| 2 | М2 | Если Р2, то М4 | |
| 3 | Еcли РЗ, то МЗ | ||
| 4 | УСЧ, УСДВ | Идти к М2 | |
| 5 | M3 | УСДВ | Идти к М2 |
| 6 | М4 | УСЧИТ | Конец |
Будем считать, что устройство управления решает одну задачу, так что для его построения достаточно иметь ПЗУ, содержащие 7 ячеек. Тогда адрес ячеек ПЗУ будет выражаться трехразрядным кодом А{2:0}.
Формат команды с принудительной адресацией имеет вид [14]:
| УЗП | УСЧ | УСДВ | УСЧИТ | P1 | Р2 | Р3 | А2 | A1 | А0 |
Кодовое выражение микропрограммы для управляющего автомата с принудительной адресацией строится аналогично микропрограмме автомата с естественной адресацией. При этом отсутствие в строке управляющих сигналов трансформируется в нулевой код операционного поля микрокоманда, а оператор перехода - в безусловный переход к следующей микрокоманде.
Установим соответствие между метками и адресами переходов: M1=010=00002, M2=210=00102, M3=510=01012, M4=610=01102. Теперь кодовое выражение микропрограммы УУ (табл. 7) используя каноническое описание и формат микрокоманды может быть записано в следующем виде:
| Таблица 7 | |
| Адрес | Разряды микрокоманд |
| 000 | 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 |
| 001 | 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 |
| 010 | 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 |
| 011 | 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 |
| 100 | 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 |
| 101 | 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 |
| 110 | 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 |
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 10 * 7 = 70 бит), чем естественная адресация (8 * 10 = 80 бит). Таким образом, реализация УА с принудительной адресацией в нашем случае более желательна.
На рис. 2.11 изображена функциональная схема УА с принудительной адресацией. Управляющие сигналы формируются регистром микрокоманды (РМК), в который микрокоманда переписывается из ПЗУ микрокоманд по адресу, находящемуся в счетчике адреса (СЧА). Регистр РМК тактируется последовательностью 1, а счетчик адреса СЧА - последовательностью 2 : 1 & 2 = 0.
Начальный адрес микропрограммы, равный 000, устанавливается сигналом СБРОС, и УА ждет прихода сигнала СТРОБ для продолжения работы.
Не будем приводить принципиальную схему УА, поскольку она является стандартной. Пусть переход от функциональной схемы УА к принципиальной, выполненной на заданной элементной базе, станет составной частью проекта.
При построении принципиальной схемы выберем УА с жесткой логикой. поскольку он имеет более простую организацию, чем УА с программируемой логикой.
2.3.3. Построение принципиальной схемы
Будем строить наше устройство на элементах серии K155 и К555, так как они обеспечивают устойчивую работу на заданной тактовой частоте 5 МГц. Принципиальные схемы устройства, построенные по функциональным схемам рис. 2.7 и 2.10, изображены на рис. 2.12 и 2.13. Регистр данных РГД строится на четырех микросхемах 8-разрядных сдвигающих регистров К155ИР13. Управляющие сигналы SE0, SE1 обеспечивают запись кода А в регистр (SE0=1, SE1=1) и сдвиг влево (SE0=0, SE1=1), хранения (SE0=0, SE1=0).
Их получаем из диаграмм Карно. Диаграммы Карно строятся для управляющих сигналов, воздействующих на регистр, в данном случае это сигналы: УЗП, УСДВ.
S
E0 = УЗП,
SE1 = УЗП + УСДВ = УЗП + УСДВ = УЗП ∙ УСДВ = УЗП / УСДВ
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
