Проектирование цифрового устройства для реализации типовых микроопераций - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Проектирование цифрового устройства для реализации типовых микроопераций

Описание функциональной схемы цифрового устройства для реализации микроопераций. Выбор элементной базы для построения принципиальной электрической схемы цифрового устройства. Разработка и описание алгоритма умножения, сложения, логической операции.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Разработка функциональной схемы цифрового устройства для реализации типовых микроопераций
1.1 Разработка и описание функциональной схемы цифрового устройства
2. Разработка принципиальной электрической схемы цифрового устройства для реализации типовых микроопераций
2.1 Выбор элементной базы для построения принципиальной электрической схемы цифрового устройства
2.2 Разработка и описание принципиальной электрической схемы цифрового устройства
3. Разработка и описание основных алгоритмов цифрового устройства
3.1 Разработка и описание алгоритма умножения
3.2 Разработка и описание алгоритма сложения
3.3 Разработка и описание алгоритма логической операции
4. Разработка сборочного чертежа цифрового устройства для реализации типовых микроопераций
З адание курсового проектирования
Разработать функциональную и принципиальную схему операционного устройства исходя из основных параметров по вариантам.
Также требуется предоставить блок схемы алгоритмов выполнения операций над данными, помещенными в РОН по адресам, указанным в десятичном коде.
Если A+B 15, то записать в ячейку A1 число 0, в противном случае 15.
1. Разработка функциональной схемы цифрового устройства для реализации типовых микроопераций
1.1 Разработка и описание функциональной схемы цифрового устройства
Элементы данного микропроцессорного устройства
АЛУ - арифметико-логическое устройство, служит для выполнения совокупности арифметических и логических операций над данными, поступающими на его информационные входы А и В. Тип операции, выполняемой АЛУ, зависит от совокупности сигналов Yi, поступающих на его входы. Результат F обработки входных данных снимается с выхода АЛУ.
М1 - мультиплексор, позволяет подавать на вход переноса АЛУ либо сигнал с выхода триггера переноса Т1, либо произвольный бит переноса С.
М2 - мультиплексор, подключает к входу триггера Т2 либо младший, либо старший разряды слова, хранящегося в РС.
М3 - мультиплексор, используется для организации в РС различных видов сдвигов.
М4 - мультиплексор, с помощью которого выбирается признак ветвления вычислительного процесса.
М5 - мультиплексор, с помощью которого на вход АЛУ подаётся либо содержимое РС, либо - РР.
Т2 - триггер, обслуживающий регистр сдвига.
РР - регистр результата, подключенный к выходам АЛУ и фиксирующий результат операции на требуемый интервал времени.
РОН - регистры общего назначения, представляющие собой быстродействующее запоминающее устройство.
ШФ - шинный формирователь используется как буферное устройство шины данных.
ДН - детектор нуля формирует на выходе сигнал логической единицы при наличии нулевого результата операции АЛУ.
ТП - триггер признака генерирует сигнал в зависимости от сигнала, пришедшего на него.
Описание процесса типовой микрооперации:
Из внешнего устройства на вх/вых канал подается сигнал, который посылается на мультиплексор M5. С него идут сигналы на буферный регистр и регистр сдвига РС. С выходов БР и РС сигнал поступает на информационные входы арифметико-логического устройства АЛУ. Результаты обработки входных данных F идут на регистр результата РР, с которого происходит запись в регистры общего назначения РОН.
Дальше в зависимости от управляющего сигнала шинного формирователя ШФ, данные в нем либо проходят слева направо и выходят на внешнее устройство, либо связь между узлами разрывается и данные идут на мультиплексор M5, снова повторяя свой путь.
Детектор нуля ДН формирует на выходе сигнал логической единицы при наличии нулевого результата операции АЛУ. При отсутствии условных переходов на триггер признака ТП через мультиплексор М4 поступает сигнал логической единицы. Переход осуществляется по нулевому значению результата операции в АЛУ, либо по нулевым значениям старшего или младшего разрядов слова на выходе РР.
В операционном устройстве управляющие сигналы Yi имеют следующее назначение:
Y6 = `0' - выбор сигнала переноса с Т1;
Y6 = `1' -выбор сигнала С на мультиплексоре М1;
Y7 - запись результата в АЛУ, переноса и признаков результата в соответствующие регистры.
Выбор результата сравнения всех битов
Y10 - управление буферным регистром
Y11, Y12, Y13 - управление регистром сдвига.
Y13 - подает принудительный ноль на все разряды регистра.
Y14, Y15 - установка режима работы РС (циклический сдвиг, сдвиг с замещением разрядов и т. п.)
Y16 - выбор старшего или младшего битов регистра сдвига,
Y16 = `0' - выбор младшего бита РС на М2;
Y16 = '1' - выбор старшего бита РС на М2;
Y17 - установка режима работы РОН (запись, считывание),
Y17 = `1' - считывание информации из РОН;
Y18 = `0' - считывание сигналов на D0 (сигнал из внешнего устройства).
Y18 = `1' - считывание сигналов на D1 (РОН)
А0 …А7 - адрес ячейки РОН, к которой происходит обращение на данном шаге
Y19 = `0' - данные в ШФ проходят слева направо
Y19 = `1' - связь между узлами разрывается.
2. Разработка принципиальной электрической схемы цифрового устройства для реализации типовых микроопераций
2.1. Выбор элементной базы для построения принципиальной электриче ской схемы цифрового устройства
Для построения данной принципиальной электрической схемы лучше всего использовать микросхемы средней и малой интеграции серий К555, К1533, К155, КМ185, К533, выполненных по ТТЛ и ТТЛШ технологиям, из-за высокой распространенности, высокого процента безотказности и общей совместимости. При выборе микросхем необходимо руководствоваться критерием минимальности числа используемых корпусов, количества связей и числа незадействованных элементов.
Для РОН предпочтительней выбор микросхемы КМ185РУ7, так как она подходит по разрядности и у нее есть три сигнала с помощью которых можно управлять микросхемой не блокируя режим записи.
Единичный сигнал переводит выходы микросхемы в третье состояние, не блокируя режим записи.
Буферный регистр и регистр результата.
Для буферного регистра и регистра результата выбирается микросхема К555ТМ9, подходящая по разрядности и с помощью положительного сигнала синхроимпульса получающая возможность записи.
Регистр имеет инверсный вход установки всех разрядов в нулевое состояние.
Для регистра сдвига выбирается микросхема К5333ИР11, так как необходимо присутствие реверсивного класса (сдвиг, как вправо, так и влево), режима параллельной загрузки с входов D0 D3, последовательной загрузки с входов DR и DL и режима хранения. Также она соответствует разрядности.
цифровой микрооперация алгоритм логический
Параллельная загрузка при единице на C и логических единиц на входах управления SR и SL. Режим сдвига вправо - SR=1, SL=0, влево - SR=0, SL=1. При нулях на входах управления - режим хранения. Ноль на обнуляет все разряды регистра.
Для АЛУ выбирается наиболее распространенная микросхема среди АЛУ - К155ИП3. Это 4-х разрядное АЛУ, способное выполнять логические, арифметические и смешанные операции. Имеет два четырехразрядных входа операндов A0А3 и B0B3, инверсный вход переноса С0, выходы результата F03, инверсный выход переноса из старшего разряда 4, выходы распространения P и генерации G переноса, используемые для наращивания разрядности. Оно как нельзя подходит для тех операций, что необходимо выполнить, а также удовлетворяет требуемой разрядности.
Данное АЛУ имеет выход с открытым коллектором, обозначенным знаком `='. На нем формируется сигнал логической единицы при наличии внешнего резистора, подключенного к источнику питания, в случае равенства операндов A и B, если, комбинацией сигналов S0 =0, S1=1, S2=1, S3=0 задана операция их вычитания.
Для вывода данных с помощью ШФ была выбрана микросхема КР1533ИП7. Это счетверенный двунаправленный шинный формирователь. И он вполне подходит к данным задачам.
Направление в шинном формирователе определяется сигналами EO и AB.
При выборе мультиплексоров необходимо было руководствоваться только разрядностью и наличием сигналов управления. Все нижеописанные мультиплексоры удовлетворяют этим условиям.
Выбор входов во всех четырех каналах осуществляется одновременно ко входу управления S0. При наличии логического нуля - все входы D0, в противном случае D1.
Единичный сигнал на входе управления - переводит в третье состояние.
Стандартный мультиплексор 2->1. При подачи сигнала на , переводит в третье состояние. Управление логической единицей или нулем через S0.
Единственное отличие от предыдущей модели - его четырехразрядность.
При выборе триггеров была выбрана микросхема K555ТМ2, так как она содержит в своем составе два идентичных триггера, с прямым и инверсными выхода q, , инверсные входы установки нуля и единицы , вход данных D и вход синхронизации по положительному фронту С. Данные этого триггера подходят для выполнения стандартных задач триггера переноса и триггера обслуживающего реестр сдвига.
Входы и обладают приоритетом перед остальными и при поступлении на них парафазных комбинаций сигналов 0 1 и 1 0 происходит установка выхода триггера Q соответственно в нулевое или единичное значение. Комбинации 0 0 на входах и является запрещенной. По положительному фронту синхронизирующего сигнала на входе C, при наличии на и входах комбинации 1 1, информация с D входа записывается в триггер и появляется на выходе Q, где будет храниться до следующего положительного фронта синхроимпульса, либо до поступления соответствующих сигналов установки на входы и .
При выборе микросхем, реализующих логические операции, было необходимо, чтобы они удовлетворяли лишь условию, для которого собственного они и были отобраны. То есть чтобы они выполняли свои логические операции корректно.
Стандартные логические элементы, реализующие операции сложения как 4И, 2И, а также операцию множителя с инверсным выходом ИЛИ-НЕ.
3. Разработка и описание основных алгоритмов цифрового устройства
3.1 Разработка и описание алгоритма умножения

Задание: перемножить два 4-х разрядных операнда с адресами 2, 3. Результат произведения занести в адреса 3,4.
3.2 Разработка и описание алгоритма сложения
Задание: сложить два 8-ми разрядных операнда с адресами 7,8,5,6; Результат занести в адреса 6,8,10.
3.3 Разработка и описание алгоритма логической операции
Задание: Разрядность - 4. Адреса операндов 1,2. Вид операции: Если А+В 15, то записать в ячейку А1 число 0, в противном случае 15.
4. Разработка сборочного чертежа цифрового устройства для реализации типовых микроопераций
Разработка общего алгоритма и функционирования цифрового фильтра. Составление и описание электрической принципиальной схемы устройства, расчет его быстродействия. Листинг программного модуля вычисления выходного отсчета. Оценка устойчивости устройства. курсовая работа [236,2 K], добавлен 03.12.2010
Исследование абстрактного цифрового автомата Мили заданного устройства. Алгоритм его работы, таблицы прошивки и возбуждения постоянного запоминающего устройства. Составление функции возбуждения, функциональной и электрической принципиальной схемы. курсовая работа [758,5 K], добавлен 18.02.2011
Выполнение синтеза логической схемы цифрового устройства по заданным условиям его работы в виде таблицы истинности. Получение минимизированных функций СДНФ, СКНФ с использованием карт Карно. Выбор микросхем для технической реализации полученных функций. контрольная работа [735,9 K], добавлен 10.06.2011
Проектирование устройства преобразования цифровой информации в аналоговую и наоборот для цифрового магнитофона. Описание используемых интегральных микросхем. Разработка структурной и принципиальной схемы цифрового канала звукозаписи без кодера и декодера. курсовая работа [1,8 M], добавлен 18.10.2010
Выбор формата данных. Разработка алгоритма и графа макрооперации. Разработка функциональной электрической схемы и её особенности. Выбор элементной базы. Разработка принципиальной схемы. Микропроцессорная реализация устройства на языке Ассемблер. курсовая работа [955,0 K], добавлен 04.05.2014
Методы измерения тока и напряжения. Проектирование цифрового измерителя мощности постоянного тока. Выбор элементной базы устройства согласно схеме электрической принципиальной, способа установки элементов. Расчет экономической эффективности устройства. курсовая работа [1,1 M], добавлен 21.07.2011
Разработка и обоснование структурной схемы цифрового корректирующего фильтра. Обоснование общего алгоритма его функционирования. Оценка быстродействияустройства. Отладка разработанной программы. Составление принципиальной схемы устройства и ее описание. курсовая работа [774,7 K], добавлен 03.12.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Проектирование цифрового устройства для реализации типовых микроопераций курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Дипломная работа по теме АБС автомобиля
Сочинение Роль Литературы В Жизни
Реферат: Рекомбинантные(химерные) ДНК
Топик: From the history of Belarus
Реферат: Планирование и промер глубин в прибрежной зоне судовыми средствами
Реферат: Развитие творческих способностей посредством аппликационной деятельности
Базовые концепции финансового менеджмента
Первое Земское Ополчение Реферат
Курсова Робота З Педагогіки
Толкование норм права
Курсовая Работа На Тему Особенности Положения Несовершеннолетних В Трудовом Законодательстве Российской Федерации
Реферат по теме Эргономические показатели транспортного процесса
Сочинение Какую Роль Играет
Дипломная Работа На Тему Проект Реконструкции Отделения "Белой Фильтрации" Для Зао "Крымский Титан"
Реферат: Присоеденение Восточной Армении к России
Реферат: Леонид Брежнев. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Лечебно-оздоровительный туризм в Югре
Реферат На Тему Общие Представления О Педагогической Деятельности
Курсовая работа: Электроснабжение электромеханического цеха
Реферат: Задачи по Математике 3
Облик Астрахани в царствовании Петра - История и исторические личности статья
Боротьба слов’янських народів Балкан з Османським пануванням у ХVІІІ столітті - История и исторические личности реферат
Альпийская тектономагматическая эпоха - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа