Микропроцессоры и микропроцессорные системы
Курсовая работа, 26 Февраля 2014, автор: пользователь скрыл имя
Описание работы
Микропроцессорная система выполнена на комплекте КР580. Микропроцессорный комплект серии КР580 содержит набор БИС для построения микропроцессорных систем относительно невысокого быстродействия, работающих в с тактовой частотой до 2,5 МГц. В основном на комплекте данной серии строятся микропроцессорные системы (МПС), решающие задачи, связанные с управлением разнообразными технологическими процессами. В этом комплекте предусмотрена БИС центрального процессора - КР580ВМ80А, содержащая в одной микросхеме операционное и управляющее устройство. Это существенно упрощает построение МПС. Кроме того, из соображений упрощения программирования для управления микросхемами МПС применяется фиксированный набор команд.
Файлы: 1 файл
proektirovanie_mps.doc
— 722.50 Кб (Скачать файл)
Время задержки устройства (tз) оценивается суммой задержек на отдельных элементах по пути с наибольшим их числом и вычисляется по формуле 4
(4) |
где n - количество логических элементов
tзi - время задержки 1-го элемента
В проектируемом устройстве (приложение А) входной сигнал переходит по линии, включающей в себя 5 последовательно соединенных логических элемента К155ЛАЗ.
tз = 29нс* 5 = 145 нс
Рисунки печатной платы комбинационного цифрового устройства представлены в приложениях Б и В.
Схема расположения элементов устройства представлена в приложении Г.
Спецификация комбинационного устройства представлена в приложении Д.
Задание 2
Спроектировать последовательностное устройство - счетчик с произвольным порядком счета для использования в автомате управления текущим процессом. Входные сигналы: НУ - начальная установка и С - переход к определенному состоянию. Выходные сигналы: Q3, Q2, Q1. Десятичные коды последовательности выходных сигналов Q равны 4, 3, 1, 6, 5, 7, 2 (проектирование на JK триггерах). Первый вход указывает исходное состояние выходов. Счетчик должен осуществлять циклический счет в соответствии с заданной последовательностью выходных сигналов.
Изображаем проектируемое устройство как функциональный блок (рисунок 4) и указываем входные и выходные сигналы.
Рисунок 6 - Проектируемое последовательностное устройство как функциональный блок
Составляем таблицу состояний проектируемого устройства (таблица 6), в которой будут представлены входные и выходные сигналы.
Таблица 6 - Таблица состояний
N |
С |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Исх. 1 |
- |
1 |
0 |
0 |
2 |
1 |
0 |
1 |
1 |
3 |
1 |
0 |
0 |
1 |
4 |
1 |
1 |
1 |
0 |
5 |
1 |
1 |
0 |
1 |
6 |
1 |
1 |
1 |
1 |
7 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Заданное устройство должно иметь 8 состояний, их обеспечивают 3 JK триггера.
На основе таблицы состояний строим таблицу переходов счётчика (таблица 7).
Таблица 7 - Таблица переходов счетчика
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q3(t) - Q3(t+1) |
Q2(t) – Q2(t+1) |
Q1(t) – Q1(t+1) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
0 |
0 |
1-0 |
0-1 |
0-1 |
0 |
1 |
1 |
0-0 |
1-0 |
1-1 |
0 |
0 |
1 |
0-1 |
0-1 |
1-0 |
1 |
1 |
0 |
1-1 |
1-0 |
0-1 |
1 |
0 |
1 |
1-1 |
0-1 |
1-1 |
1 |
1 |
1 |
1-0 |
1-1 |
1-0 |
0 |
1 |
0 |
0-1 |
1-0 |
0-0 |
Таблица переходов позволяет построить таблицу управляющих сигналов применяемых в проектируемом устройстве (таблица 9). Для ее построения используется характеристическая таблица JK триггеров (таблица 8).
Таблица 8 - Характеристическая таблица JK триггера
J(t) |
K(t) |
Q(t)- Q(t+1) |
1 |
2 |
3 |
0 |
X |
0-0 |
1 |
X |
0-1 |
X |
1 |
1-0 |
X |
0 |
1-1 |
Таблица 9 - Таблица управляющих сигналов счетчика
Q3 |
Q2 |
Q1 |
J3 |
K3 |
J2 |
K2 |
J1 |
K1 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
1 |
0 |
0 |
X |
1 |
1 |
X |
1 |
X |
0 |
1 |
1 |
0 |
X |
X |
1 |
X |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
X |
1 |
X |
X |
1 |
1 |
1 |
0 |
X |
0 |
X |
1 |
1 |
X |
1 |
0 |
1 |
X |
0 |
1 |
X |
X |
0 |
1 |
1 |
1 |
X |
1 |
X |
0 |
X |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
X |
X |
1 |
0 |
X |
Таблица 9 является таблицей истинности комбинаций схем выработки сигналов J и К. для каждого из триггеров по сигналам Q.
Осуществляем минимизацию для построения комбинационных схем управления триггерами (рисунок 7).
J3
Q3\Q2Q1 |
00 |
01 |
11 |
10 |
0 |
Х |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
Х |
Х |
Х |
K3
Q3\Q2Q1 |
00 |
01 |
11 |
10 |
0 |
Х |
Х |
Х |
Х |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
J2
Q3\Q2Q1 |
00 |
01 |
11 |
10 |
0 |
Х |
1 |
Х |
Х |
1 |
1 |
1 |
Х |
Х |
K2
Q3\Q2Q1 |
00 |
01 |
11 |
10 |
0 |
Х |
1 |
1 |
Х |
1 |
Х |
Х |
0 |
1 |
J1
Q3\Q2Q1 |
00 |
01 |
11 |
10 |
0 |
Х |
Х |
Х |
0 |
1 |
1 |
Х |
Х |
1 |
K1
Q3\Q2Q1 |
00 |
01 |
11 |
10 |
0 |
Х |
1 |
Х |
0 |
1 |
Х |
0 |
1 |
Х |
Рисунок 7 - Карты Карно для JK триггера
В соответствии с картами Карно (рисунок 7) составляем уравнения функционирования счетчика и переводим их в базис «И-НЕ». Для этого необходимо произвести двойную инверсию над полученными МДНФ и преобразовать по теореме де-Моргана инверсию дизъюнкций в конъюкцию инверсий.
;
Рассчитываем по уравнениям и представляем в таблице 10 значения входных и выходных сигналов триггеров.
Таблица 10 - Таблица сигналов Q, J и К по тактам
Q3 |
Q2 |
Q1 |
J3 |
K3 |
J2 |
K2 |
J1 |
K1 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |