Курстық жұмыс: Информатика | ПРОЦЕССОРЛЫҚ ҚОНДЫРҒЫ

Мазмұны

1. Кіріспе.
2. БҚ-ның алгоритмі (Блок схема.)
3. БҚ-ның өту граф схемасы.
4. БҚ-ның ақиқат кестесі және МК үшін логикалық формулаларды ЖДҚФ-тың жеке көпмүшелері ретінде жазып И-НЕ базисіне өту.
5. Вейч картасының толтырылу тәртібін анықтау.
6. Барлық триггерлердің J және K кірістері үшін МДҚФ жазу және оларды И-НЕ базисіне өткізу.
7. Микросхеманы таңдау және спецификация құру.
8. БҚ-ның принципиалды схемасын құру.
9. Жұмысты талдау. Талдау үшін тапсырма: Q4 жағдайдан Q1 жағдайға ауысу кезіндегі қондырғының жұмысын талдау.

Процессорлық қондырғы

Тапсырма: Берілген схеманың логика бойынша жұмыс істейтін басқару қондырғысының принципиалдық электрлік схемасын құрастыру.

VI вариант
1 кесте
Вариант Триггерлердің
түрлері Құрастыруға қажетті базис
VI JК И-НЕ

1-кесте Схеманы құрастыру үшін қажетті базис және триггерлердің түрлерін таңдауға арн


Қазіргі кездегі шығарылатын кез-келген байланыс аппаратураларында: радио, теледидар, телефон, телеграф, көпканалды байланыс аппаратураларды, сонымен қатар бақылау және өлшеу аппаратураларының құрамында әр түрлі цифрлық қондырғылардың сан алуан микросхемалары кездеседі. Келесі уақыттарда олардың қолданылуы кеңейіп, бұдан да көбейе түспек.
Цифрлық техниканың негіздері. Цифрлық сигналдар туралы жалпы мәліметтер.
Кез-келген цифрлық қондырғыларда біз сигналдың екі түрін кездестіреміз.
1. Логикалық 0
2. Логикалық 1
Бұл цифрлық сигналдар екі түрде көрсетілуі мүмкін.
1. Бірінші түрі – потенцилдық – бұл жағдайда логикалық 0 сигналына бір кернеу деңгейі, логикалық 1 сигналына басқа кернеу деңгейі сәйкес келеді. Бұл түрінде барлық цифрлық қондырғылар екі топқа бөлінеді.
1.1. Оң логикалық – бұнда логикалық 0 сигналына төменгі кернеу деңгейі, ал 1 сигналына жоғарғы кернеу деңгейі сәйкес келеді. Оң логикалық сигналы бар цифрлық қондырғылар өте жиі кездеседі. Цифрлық қондырғылардағы кез-келген хабар логикалық 0 және логикалық 1 сигналдарының белгілі бір сандарының х х х х х кезектесіп ауысуы түрінде көрсетілуі мүмкін. Хабарларды беретін цифрлық сигналдардың бұндай комбинациясы кодтық сөз немесе жай код деп аталады.
1.2. Теріс логикалық – бұнда логикалық 0 сигналына жоғары кернеу деңгейі, ал логикалық 1 сигналына төменгі кернеу деңгейі сәйкес келеді.
2. Екінші түрі – импульстік – бұл жағдайда логикалық 1 импульстің бар кезі ал логикалық 0 сигналына импульстің жоқ кезі сәйкес келеді.
Цифрлық техникада импульстік сигналдар ретінде импульстік генераторлар шығаратын тік бұрышты импульстер қолданылады. Кез-келген импульстік генератор автотербеліс режимінде бірдей уақыт аралығында қайталанып отыратын біркелкі импульстерді шығарады. Осындай цифрлық қондырғылардың бірі процессорлық қондырғылар.
Процессор – бұл қажетті бірізділікпен белгілі сан операциясын автоматты түрде орындайтын қондырғы.

Процессорлық қондырғының құрылысы
Кез-келген процессор негізгі екі бөліктен құрылады.
1. ОҚ (операциялық қондырғы) – бұнда операцияның тікелей орындалуы жүреді. Бұл үшін керекті цифрлық қондырғылардың барлығы құрамында болады: регистрлер, есептегіштер, қосындылағыштар, коммутация жасайтын элементтер (мультиплексор, демультиплексорлар), дешифраторлар және басқалар.
2. БҚ (басқарушы қондырғы) – бұл басқару сигналдарын шығарады, солардың әсерімен ОҚ-ның түйіндерінде операциялар орындалады.


1-сурет
1-сыртқы басқару сигналдарының кірістері; 2-басқарушы тізбектер; 3-кері байланыс тізбектері; 4-мәліметтер кірістері; 5-нәтижелердің шығыстары; 6-БҚ; 7-ОҚ;
БҚ-басқарушы сигналдарды сыртқы басқарушы сигналдардың әсерімен шығара алады, оларға мыналар жатады: такт импульстері, синхронизация сигналдары, жүргізу қайтару сигналдары, тоқтату жүргізу сигналдары, неше түрлі сыртқы қондырғылар сигналдары.
Кезекті операцияны орындау үшін басқарушы сигналдарды қалыптастырған кезде БҚ жиі алдыңғы операциялардың нәтижелерін ескерту қажет. Бұл жағдайда ОҚ-да алынған операцияның нәтижелері х1; х2; ... хn белгілері сигналы түрінде кері байланыс тізбектері арқылы БҚ-ға келіп түседі, одан кейін БҚ осы белгілердің ескеруімен басқарушы сигналдар шығарады.
Ең қарапайым әрекеттерге бөлінбейтін операция микрооперация (МО) деп аталады.

Процессорлық қондырғылардың құрылу негіздері
Процессорлық қондырғыларды жобалаған кезде негізгі екі түрлі тәсіл қолданылады.
1. Схемалық логика негізі.
Жобалау кезінде микросхемалар таңдалады және алынған процессордың бір белгілі есептік әр түрлі бастапқы мәліметтермен шешуге арнап жұмыс істеуі үшін схема жасалынады. Бұндай процессордың құрылысы оңай және жылдамдық әсері өте жоғары болады, бірақ оның қолданылатын облысы өте аз болғандықтан іс жүзінде БИС ретінде қолдануға мүмкіндік бермейді.
2. Программалық логика негізі.
Бір немесе бірнеше БИС-тің көмегімен универсалды қондырғы құрылады, оның саны өте көп әр түрлі есептерді шешуге мүмкіндігі болады, яғни бұндай процессорлардың қолданылу облысы өте кең таралады. Бірақ құрылысы өте қиын, ал жылдамдық әсері, схемалық логикамен құрылған процессорға қарағанда төмен болады. Программалық логикамен құрылған процессордың тағы бір ерекшелігі олардың жады бар болады, онда есепті шешуге арналған программа сақталады.

2-бөлім. БҚ-ның алгоритмі (Блок-схемасы)



3 бөлім. БҚ-ның өту граф схемас

4-бөлім. БҚ-ның ақиқат кестесі

Ауысу
номері Жағдайлар Белгілер
х МК
Регистрдің триг-нің кірістеріндегі бискалдар
алдыңғы келесі
a Q Q Q a Q Q Q у J2 K2 J1 K1 J0 K0
1 а0 0 0 0 а1 0 0 1 - у1 0 - 0 - 1 -
2 а1 0 0 1 а2 0 1 0 - у2 0 - 1 - - 1
3 а2 0 1 0 а3 0 1 1 - у3 0 - - 0 1 -
4 а3 0 1 1 а4 1 0 0 - у4 1 - - 1 - 1
5 а4 1 0 0 а0 0 0 0 х1 - - 1 0 - 0 -
6 а4 1 0 0 а0 0 0 0 х1; х2 у5 - 1 0 - 0 -
7 а4 1 0 0 а1 0 0 1 х1; х2 у6 - 1 0 - 1 -


Жағдайлар Q2 Q1 Q0
а0 0 0 0
а1 0 0 1
а2 0 1 0
а3 0 1 1
а4 1 0 0






Ауысу J R
0→0
0→1
1→0
1→1 0
1
у1=Q2 • Q1 • Q0 = Q2 • Q1 • Q0 = Q2 | Q1 | Q0 3kip-1И-НЕ эл + 2 kip-
1И-НЕ эл.тер.үшін
у2=Q2 • Q1 • Q0 = Q2 • Q1 • Q0 = Q2 | Q1 | Q0 3kip-1И-НЕ эл + 2 kip-
- 1И-НЕ эл.тер.үшін
у3=Q2 • Q1 • Q0 = Q2 • Q1 • Q0 = Q2 | Q1 | Q0 3kip-1И-НЕ эл + 2 kip-
- 1И-НЕ эл.тер.үшін
у4=Q2 • Q1 • Q0 = Q2 • Q1 • Q0 = Q2 | Q1 | Q0 3kip-1И-НЕ эл + 2 kip-
- И-НЕ эл.тер.үшін
у5=Q2 • Q1 • Q0 • х1• х2 =Q2 • Q1 • Q0 • х1• х2 = Q2 | Q1 | Q0 | х1 | х2 8kip-1И-НЕ
эл + 2 kip - 2 И-НЕ эл.тер.үшін
у5=Q2 • Q1 • Q0 • х1• х2 =Q2 • Q1 • Q0 • х1• х2 = Q2 | Q1 | Q0 | х1 | х2 8kip-1И-НЕ
эл + 2 kip - 1 И-НЕ эл.тер.үшін
8 kip – 2 И-НЕ эл.
3 kip – 4 И-НЕ эл.
2 kip – 7 И-НЕ эл.


5-бөлім. Вейч картасының толтырылу тәртібін анықтау
ауысу
н
1 Q2 • Q1 • Q0
2 Q2 • Q1 • Q0
3 Q2 • Q1 • Q0
4 Q2 • Q1 • Q0
5 Q2 • Q1 • Q0 • х1
6 Q2 • Q1 • Q0 • х1 • х2
7 Q2 • Q1 • Q0 • х1 • х2
6-бөлім. Барлық триггерлердің J және K кірістері үшін МДҚФ жазамынжәне оларды И-НЕ базисіне өтемін.

J2 = Q1 • Q0 = Q1 • Q0 = Q1 | Q0 2kip-1И-НЕ эл және
1 И-НЕ эл.терістеу үшін
К2 = 1 тең, себебі нольдік мағыналары жоқ
J1 = Q0
К1 = Q0
J0 = Q2 v Q2 • Q1 • Q0 • х2• х1 = Q2 v Q2 •Q1•Q0 •x2•x1= Q2•(Q2•Q1•Q0•x2•x1)= Q2│(Q2│Q1│Q0│x2│ x1


8kip 1И-НЕ эл + 2kip-1И-НЕ эл.терістеу үшін
К0 = 1 тең, себебі нольдік мағыналары жоқ
Бар. 8kip 1И-НЕ эл.
2kip - 3И-НЕ эл.

7-бөлім. Микросхеманы таңдау және спецификация құру

БҚ-ның схемасында барлығы
2 JК – триггері
8kip – 3 И-НЕ эл.
3kip – 4 И-НЕ эл.
2kip – 10 И-НЕ эл.
СПЕЦИФИКАЦИЯ

Поз-дың
белгісі Атауы Саны Ескерту
Д Д1 530 ТВ9 1
Д Д2 530ТВ9 1 1 п/ды
Д Д3 К555ЛА2 1
Д Д4 К555ЛА2 1
Д Д5 К555ЛА2 1
Д Д6 К555ЛА4 1
Д Д7 К555ЛА4 1 2 п/ды
Д Д8 К555ЛА3 1
Д Д9 К555ЛА3 1
Д Д10 К555ЛА3 1 2 п/ды

9-бөлім. Жұмысты талдау

9.1. Қондырғы Q4 жағдайынан Q1 жағдайына ауысу процесі.
Қондырғы Q4 жағдайында болғанда жағдай регистрінің ақиқат кестесі бойынша осы регистрдің шығысында келесі сигналдар деңгейі ұсталынып тұрады: Q2 = 1; Q1 = 0; Q0 = 0;
9.2. “Белгілер” сигналдарының мағынасы
х1= 1 х2 = 1

9.3. Схема бойынша басқарушы тізбектердегі сигналдардың және регистрдің триггерлерінің J және К кірістеріндегі сигналдардың мағыналары
J2 = 0; J1 = 0; J0 = 1;
К2 = 1; К1 = 0; К0 = 1;

9.4. Активті сигнал 1; У6 шығыс тізбектерінде пайда болуы ол ауысу граф-схемасы бойынша а4-тен а1-ге өту жағдайына сәйкес.

9.5. Кейбір уақыт моментінде синхронизациялық кіріске кезекті такт сигналы келеді. Бұл жағдайда ↓ импульстің артқы фронты, яғни регистрдің триггерлерінің “С” кірістері инверсиялық динамикалық.....