Размещено на http://www.allbest.ru/

БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ

ФАКУЛЬТЕТ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

КАФЕДРА УИТ

на тему: «Исследование модели четырехразрядной микро ЭВМ с ручным устройством управления»

Выполнили: ст. гр. УИТ-33

Паршин Д.М.

Проверил: Коптенко В.И.

Рис 1. Схема платы П6 и ее подключения к основному блоку.

Принципиальная схема платы приведена на рис. 1. В состав пла ты входят:

- Блок ввода данных (операндов К и В); рода S операций, выполняемых АЛУ; адресов А ячейки памяти ОЗУ). Блок состоит из кнопки SВ1, формирователя F и счетчика D10. Для ввода данных (лю бого четырехразрядного числа) нажимают необходимое число раз на кнопку SВ1. Набранное число с выходов D10 через мультиплексор D2 может поступать в общую шину, которая подключена к информационным входам всех оперативных регистров, а также к блоку индикации БИ. Для контроля по БИ за набираемым числом необходимо мультиплексор (D2) переключить для приема чисел с входов X. Это осуществляется подачей на адресный вход А микросхемы D2 логического сигнала 0 (кнопка SВ2 не нажата);

- арифметическо-логическое устройство (АЛУ), в качестве которого использовано типовое АЛУ на ИМС К155ИПЗ (D9). Значения операндов К и В, а также кодов выполняемых операций S подаются от соответствующих регистров (D5, D6, D7), управляющий сигнал М (логические или арифметическо-логические операции) - от тумблера SА4, сигнал переноса Р0 - от тумблера SА5. На индикацию (светодиод НL9) вы водится сигнал переноса Р0 в старший разряд (переполнение разрядной сетки). Результат операции, выполненной АЛУ, записывается в регистр-аккумулятор (D10), совмещенный со счетчиком блока ввода данных. Для перевода D10 в режим регистра-аккумулятора на вход V микросхемы D10 подают логический 0. Этому режиму соответствует свечение светодиода НL7;

- блок оперативных регистров RG -S , RG - К, RG -В, RG - А (D7, D5, D6, D8) в которые может быть записана необходимая информация с общей шины. Для записи этой информации на вход С соответствующего регистра подается управляющий сигнал с уровнем логической I. Контроль этих сигналов осуществляется светодиодами НL4, НL2, НL3, НL-5;

- оперативное запоминающее устройство ОЗУ, выполненное на ИМС К155РУ2 (D4) и четырех инверторах D11.1 -D11.4. ОЗУ емкостью 16 четырехразрядных слов. Выбор необходимого слова - адресный с помощью сигналов А4 - А1. Информация по выбранному адресу записывается с общей шины (входы D4 -DI) по сигналу записи W=0. Этот режим сопровождается свечением светодиода НL6. При W=1 (HL8 не светится) ОЗУ находится в режиме считывания информации. Так как ИМС ОЗУ имеет только инверсные выходы, то для работы с информацией в прямом коде поставлены дополнительные инверторы D11.1 - D11.4. Для передачи информации с выхода ОЗУ в общую шину необходимо не адресный вход А мультиплексора общей шины (ИМС D2) нажатием кнопки SВ2 подать сигнал с логическим уровнем I. Этому режиму соответствует светящийся светодиод НL1;

- дешифратор кода команд на ИМС D1 и DЗ, переключателях SА1, SА2, SАЗ и SВ3. В зависимости от набранного переключателями SА1 - SАЗ кода, при нажатии кнопки SВ3 на одном из семи используемых выходов дешифратора D1 появится сигнал с уровнем логического 0. Сигналы с выходов "0" - “4”, проинвертированные в ИМС D3, поступают на входы С регистров D5 - D8 и вход R счетчика D10 (высоким уров нем). Наличие этих сигналов контролируется по свечению индикаторов ГL2 - НL6 и определяет режим записи информации с общей шины в соответствующий регистр (сигналы "0" -“3”) или режим сброса (установки выходов в "0") счетчика ввода информации (сигнал "4"). Сигналы с "5" и "6" выходов дешифратора D1 поступают на управляемые устройства без дополнительной инверсии. Однако для индикации этих режимов на светодиоды НL7 и НL9 они проходят через инверторы D3.6 и D11.6. Коды всех команд и соответствующая им индикация приведены в табл. 4.

Таблица 4. Режим работы дешифратора кода команд

- устройство ввода данных и сигналов управления ( SА1-SА5, SВТ- SВ3);

- процессор на элементах D1, D5 - D10 со структурой, типичной для малоразрядных микропроцессоров (4, 5, 6) ;

- оперативное запоминающее устройство (D 4);

- шина процессора с мультиплексным управлением (D2);

- устройство вывода данных (светодиодный дисплей).

Работа с этой моделью должна носить индивидуальный характер и в задании для каждого учащегося необходимо учитывать его успехи при изучении курса. Вопросы и задания для домашней подготовки рекомендуем составлять из вопросов, заданий и упражнений, приведенных в 3 главе [5] и 5 и 6 главах [4] .

При выполнении работы необходимо предложить каждому учащемуся разработать алгоритм и составить программу в машинных кодах (операции с SА1 - SА5 и SВ1 - SВ3) для выполнения несложных действий над четырехразрядными числами с обязательным использованием промежуточных результатов, заносимых в ОЗУ. Диапазон исходных чисел, число и характер выполняемых операций должны предварительно ограничиваться сверху, чтобы не вызвать переполнения разрядной сетки. Любой промежуточный результат не должен быть больше F(16), а окончательный IF(16), (при арифметических операциях).

Таблица входных кодов и выполняемых операций

Задача: произвести арифметические операции над двоичными четырехразрядными числами:

0010+0011-0001=?

Алгоритм:

- установка операнда К1 (К1=00102=1216) кнопкой SB1

- запись операнда К1 в регистр кнопкой SB3 (SA1=0, SA2=0, SA3=0)

- установка операнда B1 (B1=00112=316) кнопкой SB1

- запись операнда B1 в регистр кнопкой SB3 (SA1=1, SA2=0, SA3=0)

- установка кода операции кнопкой SB1 (10012=916, SA5=(P0)=1, SA4=(M)=0 - код операции арифметического сложения)

- запись кода операции в регистр кнопкой SB3 (SA1=0, SA2=1, SA3=0)

- установка адреса первой ячейки ОЗУ (FLHTC 002=016) кнопкой SB1

- запись в регистр адреса первой ячейки ОЗУ кнопкой SB3 (SA1=1, SA2=1, SA3=0)

- запись результата сложения с выходов АЛУ в регистр - аккумулятор кнопкой SB3 (SA1=1, SA2=0, SA31),[получили результат 5]

- запись результата сложения с общей шины в ОЗУ (в указанный адрес) кнопкой SB3 (SA1=1, SA2=1, SA3=0)

- подача с ОЗУ в общую шину кнопкой SB2

- запись операнда К2 (результат сложения) с общей шины в регистр кнопкой SB3 (SA1=0, SA2=0, SA3=0)

- установка операнда В2 (В2=00012=116) кнопкой SB1

- запись операнда В2 в регистр кнопкой SB3 (SA1=1, SA2=0, SA3=0)

- установка кода операции кнопкой SB1 (01102=616, SA5=(P0)=0, SA4=(M)=0 - код операции арифметического вычитания)

- запись кода операции в регистр кнопкой SB3 (SA1=0, SA2=1, SA3=1)

- обнуление счетчика - аккумулятора кнопкой SB3 (SA1=0, SA2=0, SA3=1)

- запись результата вычитания с выходов АЛУ в счетчик - аккумулятор кнопкой SB3 (SA1=1, SA2=0, SA3=1) [получили результат 4]