часть: Проектирование вырожденного автомата .

Спроектировать на элементах ТТЛ “ генератор 4-х разрядных кодов “ некоторой системы счисления .

Т.е. синтезировать синхронный счётчик М–разрядный ( М < 16 ), на вход которого подаётся регулярная внешняя последовательность тактовых импульсов.

Каждое состояние счётчика ( т.е. цифра заданной системы ) сохраняется в течение одного полного такта. Значение цифр появляется на выходах Q3, Q2, Q1, Q0. Автомат также должен выработать синхронный перенос ( в след. разряд заданной системы), которым служит последний тактовый импульс в цикле счёта. Для его выделения должен быть сформирован строб “y” , т.е. булева функция , которая активна на последнем такте цикла. А само выделение должно обеспечивать минимальную задержку выходного импульса переноса.

В схеме автомата должны быть цепи , осуществляющие авто сброс в исходное состояние при каждом включении питания.

Требуется :

• составить таблицу функционирования автомата ;

• минимальную функцию возбуждения и строба ;

• построить осциллограммы всех выходных функций, включающие функции строба и сигнала переноса ;

• построить схему автомата .

Решение поставленной задачи :

а.) Составим таблицу функционирования автомата :

	Q3	Q2	Q1	Q0	J3	K3	J2	K2	J1	K1	J0	K0	y
0	0	0	0	0	0	Ф	0	Ф	0	Ф	1	Ф	0
1	0	0	0	1	0	Ф	0	Ф	1	Ф	Ф	1	0
2	0	0	1	0	0	Ф	0	Ф	Ф	0	1	Ф	0
3	0	0	1	1	0	Ф	1	Ф	Ф	1	Ф	1	0
4	0	1	0	0	0	Ф	Ф	0	0	Ф	1	Ф	0
5	0	1	0	1	0	Ф	Ф	0	1	Ф	Ф	1	0
6	0	1	1	0	0	Ф	Ф	0	Ф	0	1	Ф	0
7	0	1	1	1	1	Ф	Ф	1	Ф	1	Ф	1	0
8	1	0	0	0	Ф	0	0	Ф	0	Ф	1	Ф	0
9	1	0	0	1	Ф	0	0	Ф	1	Ф	Ф	1	0
10	1	0	1	0	Ф	0	0	Ф	Ф	0	1	Ф	0
11	1	0	1	1	Ф	0	1	Ф	Ф	1	Ф	1	0
12	1	1	0	0	Ф	1	Ф	1	0	Ф	1	Ф	1
ПОВТОР	0	0	0	0

б.) Составим карты Карно и при помощи них найдём минимизированные функции возбуждения и строба .

Q0

J3

0	0	0	0
Q2 0	0	1	0
Q3 Ф	Х	Х	Х
Ф	Ф	Ф	Ф

Q1

J3 = Q2Q1Q0

Q0

K3

Ф	Ф	Ф	Ф
Q2 Ф	Ф	Ф	Ф
Q3 1	Х	Х	Х
0	0	0	0

Q1

K3 = Q2

Q0

J2

0	0	1	0
Q2 Ф	Ф	Ф	Ф
Q3 Ф	Х	Х	Х
0	0	1	0

Q1

J2 = Q1Q0

Q0

K2

Ф	Ф	Ф	Ф
Q2 0	0	1	0
Q3 1	Х	Х	Х
Ф	Ф	Ф	Ф

Q1

K2 = Q3 v Q1Q0

Q0

J1

0	1	Ф	Ф
Q2 0	1	Ф	Ф
Q3 0	Х	Х	Х
0	1	Ф	Ф

Q1

J1 = Q0

Q0

K1

Ф	Ф	1	0
Q2 Ф	Ф	1	0
Q3 Ф	Х	Х	Х
Ф	Ф	1	0

Q1

K1 = Q0

Q0

J0

1	Ф	Ф	1
Q2 1	Ф	Ф	1
Q3 0	Х	Х	Х
1	Ф	Ф	1

Q1

J0 = Q3Q2

Q0

K0

Ф	1	1	Ф
Q2 Ф	1	1	Ф
Q3 Ф	Х	Х	Х
Ф	1	1	Ф

Q1

K0 = 1

Q0

y

0	0	0	0
Q2 0	0	0	0
Q3 1	Х	Х	Х
0	0	0	0

Q1

y = Q3Q2

в.) Построим осциллограммы всех выходных функций , вкл функцию строба и сигнала переноса .

С

Q0

Q1

Q2

Q3

y

Cвых

г.) Построение схемы автомата .

II часть : Проектирование интерфейса ЗУ некоторого МПУ .

Построить интерфейс ЗУ на реальных МС , приведённых в таблице .

Блоки ПЗУ и ОЗУ должны содержать резервные места для модернизации . Резерв может быть до 50% рабочего и объёма блока , но не менее 1 МС выбранного типа .

При условии восьмиразрядного выхода требуется :

• определить объём пространства памяти , включая резервные сегменты ;

• составить таблицу адресов , начиная с адреса 0ХХ0, где ХХ = n – номер студента по журналу в 16-ричной системе ;

• построить упрощённую схему интерфейса .

При построении блока ПЗУ использовать МС ППЗУ серии КР556 для Lпзу < 6 Кб и МС СППЗУ ( К573 ) для Lозу > 7Кб .

При построении блока ОЗУ - МС с технологией : ТТЛ для Lозу < 3 Кб , И*ИЛ для 7Кб < Lозу < 9 Кб , МОП для 4КБ < Lозу < 6Кб .

При полу целом числе сегментов в блоке допускается использование МС другой технологии с ёмкостью 0,5 сегмента . Остаток неполного сегмента отнести к резерву .

Решение поставленной задачи :

а.) Определим объём пространства памяти , включая резервные сегменты .

Для ПЗУ можно выбрать пять МС СППЗУ типа К573РФ2 с организацией 2К * 8 = 2Кб .

Тогда объём одного сегмента можно выбрать равным 2 Кб = 80016. Возьмем пять таких МС и , таким образом , получили объём ПЗУ равным 10 Кб , но нам необходимо набрать 11 Кб , поэтому возьмём ещё две МС СППЗУ типа К573РФ1 с организацией 1К*8 = 1Кб для организации шестого сегмента , половина которого будет использована , а другая половина будет в резерве.

Для резерва возьмём две МС СППЗУ типа К573РФ2 с организацией 2К * 8 = 2Кб , т.е. объём резерва получился равным 5 Кб.

С резервом в 5 Кб для ПЗУ получили восемь сегментов.

Для ОЗУ можно выбрать МС nМОП типа КМ132РУ8А с организацией 1К * 4 = 0,5 Кб. Но для построения одного сегмента потребуется четыре такие МС .

С резервом в 2Кб для ОЗУ потребуется три таких сегмента .

Значит, общий объём блока ЗУ с резервом должен составлять 8+3 = 11 сегментов .

б.) Составим таблицу распределения адресов .

Сегмент	16-разрядный адрес
I	00E0 – 08DF
Задействовано II	08E0 – 10DF
III	10E0 – 18DF
ПЗУ IV	18E0 – 20DF
V	20E0 – 28DF
Резерв VI	28E0 – 30DF
VII	30E0 – 38DF
VIII	38E0 – 40DF
ОЗУ Задействовано ОЗУ IX	40E0 – 48DF
Резерв X	48E0 –50DF
XI	50E0 –58DF

в.) Построение упрощённой схемы интерфейса ЗУ .

III часть : Разработка фрагмента программы МПУ .

Составить фрагмент программы МПУ в виде подпрограммы ( или в виде программы обслуживания прерывания ПОП ) , что есть в варианте .

Начальный адрес для подпрограммы : [ P ] = 63 + n10

Требуется :

• на языке Ассемблера с соблюдением требований формата бланка ;

• комментарий должен давать полное описание действий конкретной задачи , а не описание данной команды ;

• в конце любого комментария должна быть дана продолжительность операции – требуемое число тактов синхронизации.

Решение поставленной задачи :

; Подпрограмма на языке Ассемблер :

III часть : Подпрограмма .

Сложить три положительных 10 – значных десятичных числа Х1, Х2, Х3 , представленные в коде BCD и хранящиеся в секторах ОЗУ с адресами младших байтов соот. 20016; 30016; 40016 .

Поместить полученную сумму (также в коде BCD) с учётом старшего (шестого) байта на случай переполнения в секторе ОЗУ на место Х2, т.е. по адресу 30016 .

Предполагается, что шестые байты в указанных секторах первоначально пусты.

Это – задача с двойным (вложенным) циклом.

Блок – схема алгоритма :

DE 20016

B 2

A (A)V(A)

HL 30016

C 6

A [(DE)]

A (A)+[(M)]+(Tc)

10 - КОРР

M (A)

C ( C ) -1

(Tz)=1

LOOP1

DE (DE) + 1

HL (HL) + 1

PC [ Addr ]

B (B) -1

(Tz)=1

LOOP2

DE 40016

PC [Addr]

NB

ДА

ДА

EN

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Задание:

I часть : Счётчик прямого счёта .

М = 13 ; триггеры типа JK.

Код двоичный, возрастающий;

Используются состояния : а0 , а1 … а12 .

II часть : Интерфейс ЗУ .

Lпзу = 11 KB ; Lозу = 4 KB .

III часть : Подпрограмма .

Сложить три положительных 10 – значных десятичных числа Х1, Х2, Х3 , представленные в коде BCD и хранящиеся в секторах ОЗУ с адресами младших байтов соот. 20016; 30016; 40016 .

Поместить полученную сумму (также в коде BCD) с учётом старшего (шестого) байта на случай переполнения в секторе ОЗУ на место Х2, т.е. по адресу 30016 .

Предполагается, что шестые байты в указанных секторах первоначально пусты.

Это – задача с двойным (вложенным) циклом.

Блок – схема алгоритма :

DE 20016

B 2

A (A)V(A)

HL 30016

C 6

A [(DE)]

A (A)+[(M)]+(Tc)

10 - КОРР

M (A)

C ( C ) -1

(Tz)=1

LOOP1

DE (DE) + 1

HL (HL) + 1

PC [ Addr ]

B (B) -1

(Tz)=1

LOOP2

DE 40016

PC [Addr]

NB

ДА

ДА

EN

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18