Запам’ятовувальний пристрій із мікропрограмним керуванням

Міністерство  освіти І науки України

національний університет 

“Львівська політехніка”

Кафедра ЕОМ

 

 

 

Курсова робота

 

з курсу  « Комп’ютерна схемотехніка »

на тему:

" Запам’ятовувальний пристрій із

мікропрограмним керуванням "

 

 

 

 

 

 

 

 

Виконав:

ст.гр. КІ-25

Волошин І.М.

Прийняв:

канд. техн. наук, доц.

Вітер Ю.С.

Львів – 2012 р.

 

ЗМІСТ   РОБОТИ

1. Мікропрограма у відповідності із заданим варіантом……………..….3
2. Граф МПА………………………………………..…………….................4
3. Отримання виразів для функцій збудження D0, D1 та функцій виходів К0, К1, К2, К3……………………………………………………...….......5
4. Спрощення виразів для функцій збудження D0, D1 та функцій виходів К0, К1, К2, К3………………………………...………………….6
5. Опрацювання та опис схеми електричної функціональної даного пристрою………………………………………………………………….7
6. Вибір та опис елементної бази. Опрацювання та опис схеми електричної принципової даного пристрою…………………………...9
7. Опрацювання МПА на основі ІС типів КР555РТ17 (постійний запам’ятовуючий пристрій (ПЗП)) та КР555ТМ9 (регістр)………….14
1. Отримання виразів для функцій збудження D0, D1 та функцій виходів К0, К1, К2, К3 в цифровій формі………………………….14
2. Таблиця істинності ПЗП ………………………………………14
3. Схема МПА побудованого на основі ПЗП……………………15
8. Список використаної літератури………………………………………16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Мікропрограма  із заданим варіантом 16.3

 

А0:   якщо ^. то  K2         йти до А0;

  якщо  ^.   то  K1         йти до А0;

  якщо  ^.   то  K2         йти до А3;

  якщо  ^.   то  K2         йти до А1;

 

А1:   якщо ^. то  K1         йти до А0;

  якщо  ^.   то  K2         йти до А2;

  якщо  ^.   то  K2         йти до А0;

  якщо  ^.   то  K0         йти до А3;

 

А2:   якщо ^.   то  K0         йти до А1;

  якщо  ^.   то  K2         йти до А0;

  якщо  ^.   то  K1         йти до А3;

  якщо  ^.   то  K3,К2    йти до А3;

 

А3:   якщо ^.   то  К3,K2   йти до А0;

  якщо  ^. то  К3,K2    йти до А2;

  якщо  ^.   то  K0         йти до А2;

  якщо  ^. то  K2         йти до А3;

 

K0 – EWR

K1 – E+1

K2 – CS

K3 – RD

 

 

 

 

 

2. Граф  МПА (Рис.1)

 

 

(Рис.1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Вирази для функцій збудження D0, D1 та функцій виходів К0, К1, К2, К3 

 

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Спрощена форма виразів для функцій збудження D0, D1 та функцій виходів К0, К1, К2, К3:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Опрацювання та опис схеми електричної функціональної даного пристрою (Рис.2)

(Рис.2)

Запам’ятовувальний пристрій з мікропрограмним керуванням складається  з операційного автомату (ОА) та керуючого  автомату (КА). Операційний автомат  складається з лічильника адреси – СТ2 та запам’ятовувального пристрою – RAM, адресованого лічильником.

 Лічильник адреси під  час дії тактового імпульса (ТІ), виконує наступні операції: скид в “0”, запис та збільшення вмісту на 1 при наявності на керуючих входах сигналів EWR та E+1 відповідно; запам’ятовувальний пристрій, виконує читання при наявності відповідних сигналів.

 Входи завантаження  лічильника та інформаційні входи/виходи  запам’ятовувального пристрою під’єднані до шини даних (ШД). Керуючі сигнали:

EWR=K0                                    CS=K2

E+1=K1                                      RD=K3

Вони виробляються керуючим автоматом у відповідності з  заданою мікропрограмою. Керуючий автомат  складається з комбінаційної  схеми (КС) на 4 входи та 6 виходів, а також синхронного регістра на D-тригерах (RG).

Під впливом вхідних сигналів У1, У0 на виходах регістра формуються сигнали Q1, Q0, що визначають стан мікропрограмного автомата (МПА), а також керуючі сигнали K0=EWR, K1=E+1, K2=CS, K3=RD.

 

6. Вибір та  опис елементної бази. Опрацювання  та опис схеми електричної принципової даного пристрою

Схема електрична принципова запам’ятовувального пристрою з  мікропрограмним керуванням зображена  у графічній частині курсової роботи.

Вона складається з  керуючого автомату і операційного автомату. Комбінаційна схема складається  з мультиплексора D1 (К555КП7), елементів логіки D2–6 (К155ЛА1, К155ЛА2 ). Синхронний регістр D7 (К55ТМ9) по сигналу фронтальної синхронізації видає сигнали Q0, Q1, які визначають стан МПА, та керуючі сигнали К0, К1, К2, К3. Лічильник адреси реалізований на мікросхемах D8, D9 (К555ИЕ18), а елемент пам’яті на мікросхемі D10 (КМ132РУ9А).

Умовне  графічне зображення мультиплексора К555КП7.

 

Електричні параметри :

1	Номінальна напруга живлення	5 В   5 %
2	Вихідна напруга низького рівня	не більше 0,4 В
3	Вихідна напруга високого рівня	не менше  2,4 В
4	Вхідний струм низького рівня	не більше -1,6 мА
5	Вхідний струм високого рівня	не більше 0,04 мА
6	Струм споживання	не більше 48 мА

 

 

 

Таблиця істинності мультиплексора (мікросхема К555КП7).

Входи				Виходи
E	A2	A1	A0	Y	/Y
0	0	0	0	D0	/D0
0	0	0	1	D1	/D1
0	0	1	0	D2	/D2
0	0	1	1	D3	/D3
0	1	0	0	D4	/D4
0	1	0	1	D5	/D5
0	1	1	0	D6	/D6
0	1	1	1	D7	/D7
1	x	x	x	0	1

 

Регістр являє собою шість  D-тригерів з загальним входом скидання R.

Умовне графічне зображення регістра К555ТМ9

Таблиця істинності регістра К555ТМ9

t			t+1
Входи			Виходи
C	R	Di	Qi
0	1	X	Qn
	1	1	1
	1	0	0
X	0	X	0

 

Мікросхема К555ИЕ18 – це чотирьохрозрядний двійковий лічильник, виконаний на двоступеневих D-тригерах. Лічильник синхронний. Керування режимом лічби здійснюється за допомогою входів дозволу лічби E+1, попереднього запису EWR і дозволу переносу CR1.

Умовне графічне зображення лічильника К555ИЕ18.

Часова діаграма роботи лічильника К555ИЕ18

В якості запам’ятовуючого елемента використовується мікросхема КМ155РУ9А. Для запису 1024х4 розрядних слів використовується одна мікросхема. Вона має двонаправлену тристабільну ШД, адресні входи та входи для вибору режимів роботи WE, CS.

 

Умовне графічне зображення мікросхеми КМ132РУ9А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Часові діаграми читання та запису елемента КМ132РУ9А

 

 

t_{ц запису} = 65 нс

t_{ц читання} = 65 нс

t_ц = 65 нс

 

 

 

 

 

 

 

7. МПА  на основі ІС типів К155РЕ3 (постійний запам’ятовуючий пристрій (ПЗП)) та КР555ТМ9 (регістр)

7.1 Вирази для функцій збудження D0, D1 та функцій виходів К0, К1, К2, К3 в цифровій формі

D0= v(2,3,7,8,10,11,15)

D1= v(2,5,7,10,11,13,14,15)

K0= v(7,8,14)

K1= v(1,4,10)

K2= v(0,2,3,5,6,9,11,12,13,15)

K3= v(11,12,13).

 

 7.2 Таблиця істинності ПЗП.

 

A	Y1	Y0	Q1	Q0	K3	K2	K1	K0	D1	D0	B
0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	16
1	0	0	0	1	0	0	1	0	0	0	8
2	0	0	1	0	0	1	0	0	1	1	19
3	0	0	1	1	0	1	0	0	0	1	17
4	0	1	0	0	0	0	1	0	0	0	8
5	0	1	0	1	0	1	0	0	1	0	18
6	0	1	1	0	0	1	0	0	0	0	16
7	0	1	1	1	0	0	0	1	1	1	7
8	1	0	0	0	0	0	0	1	0	1	5
9	1	0	0	1	0	1	0	0	0	0	16
10	1	0	1	0	0	0	1	0	1	1	11
11	1	0	1	1	1	1	0	0	1	1	51
12	1	1	0	0	1	1	0	0	0	0	48
13	1	1	0	1	1	1	0	0	1	0	50
14	1	1	1	0	0	0	0	1	1	0	6
15	1	1	1	1	0	1	0	0	1	1	19
	8	4	2	1	32	16	8	4	2	1

 

 

 

 

 

 

 

7.3 Схема  МПА побудованого на основі  ПЗП

 

 

 

 

 

Схема МПА, побудованого на основі ПЗП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Список  літератури

1. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник. / Под ред.С.В.Якубовского. - М.: Радио и связь, 1990.

1. Цифровые интегральные схемы: Справочник. / Под ред. П.П.Мальцева.- М.: Радиои связь, 1994.
2. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - М.: Радио и связь, 1987.
3. Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника. СПБ.:БХВ-Санкт – Петербург, 2000.
4. Полупроводниковыэ БИС   ЗУ: Справочник/ под ред. Гордонова А. Ю. – М.: Радио и связь, 1987.