Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Переключатели, кнопки и индикаторы расположены на передней плате макета, а интегральные схемы, реализующие обрабатывающую часть МП, на печатной плате, размещенной внутри макета.
|
|
В макете применено стандартное четырехразрядное АЛУ на основе микросхемы К 155ИПЗ, схема которой представлена на рис.4.
 C1
| AL | ||
       A0
B0
| |||
| F0 F1 F2 F3 | |||
 A1
B1
| |||
| A2
B2
| |||
 A3
B3
| |||
| P0 | |||
| M S0 S1 S2 S3 | |||
Рис.4
Микросхема содержит две входные (А и В) и одну выходную (F) четырехразрядные шины. Информация, поступающая со входных шин А и В, обрабатывается в АЛУ в соответствии с кодом операции, поступающим на управляющие входы S0-S3, M и C1. Результат операции в двоичном коде появляется на выходной шине F почти мгновенно. Задержка выходных сигналов по отношению к входным не превышает нескольких десятков наносекунд. Перечень реализуемых рассматриваемой АЛУ логических и арифметических функций приведен на таблице 1, в которой приняты следующие обозначения: Ú -операция логического сложения (или); Ù -операция логического умножения (и); Å -операция «исключающее ИЛИ»(сложение по модулю 2); «+»-операция сложения; «-»-операция вычитания.
Макет, структурная схема схеме которого представлена на рис.3, позволяет реализовать все логические и арифметические операции над данными А и В. Операнд А поступает в АЛУ с буферного регистра БР1, операнд В-с БР2. В буферные регистры информация заносится либо с внешнего входа, либо с выхода любого РОН. Это достигается благодаря мультиплексору М1. Входы буферных регистров БР1 и БР2 соединены со входами мультиплексора М1, а на входы М1 поступает информация от четырех источников: РОН1-РОН3 и внешнего входа.
Блок управления в лабораторном макете имитируется с помощью двух кнопок («20» и «21») для выбора номера РОН, с помощью кнопки «БР»-для выбора номера БР, с помощью шести кнопок-для выбора кода операции (четыре кнопки S0, S1, S2, S3, кнопка M и кнопка C1). Все указанные кнопки работают с фиксацией положения. В блоке управления для выполнения операций УУВО имеются две кнопки (Т1 и Т2) без фиксации. Результат операции АЛУ хранится в регистре результата и может быть записан в любой из РОН.
| Код операции (выбор функции) | Арифметические операции М=0 | Логические операции М=1 | ||||
| S3 | S2 | S1 | S0 | C1=1 | C1=0 | |
| F=A-1 | F=A | F=A | ||||
| F=A | F=A+1 | F=Ā | ||||
  1
| F=(AÚ B)+(AÙ B) | F=(AÚ B)+(AÙ B)+1 | F=B | |||
   0
| F=(AÚ B)+(AÙ B) | F=(AÚ B)+(AÙ B)+1 | F=B | |||
| F=1111 | F=0000 | F=0000 | ||||
| F=A+A | F=A+A+1 | F=1111 | ||||
| F=(AÙ B)-1 | F=AÙ B | F=AÙ B | ||||
  0
| F=(AÙ B)+ A | F=A+(AÙ B)+1 | F=AÙ B | |||
 0
| F=(AÙ B)-1 | F=AÙ B | F=AÙ B | |||
  0
| F=AÚ B | F=(AÚ B) +1 | F= Ā Ù B | |||
  1
| F=(AÚ B)+ A | F=(AÚ B)+ A+1 | F=AÚ B | |||
 0
| F=AÚ B | F=(AÚ B)+1 | F=AÚ B | |||
| 1
| F=(AÚ B)+ A | F=(AÚ B)+ A+1 | F=AÚ B | |||
 1
| F=A+(AÙ B) | F=A+(AÙ B)+ 1 | F=AÚ B | |||
| F=A-B-1 | F=A-B | F=AÅ B | ||||
 1
| F=A+B | F=A+B+1 | F=AÅ B |
Принципиальная схема макета выдается студентам во время проведения лабораторной работы. В лабораторном макете устройство управления выполнением операций УУВО вырабатывает два тактовых сигнала после нажатия кнопок «Запись в БР» или «Операция АЛУ и запись в РОН» Кнопка «Запись в РОН» (Т1-на принципиальной схеме) вырабатывает тактовый сигнал, который поступает на дешифратор команд ДШК2 и затем воздействует на вход синхронизации буферного регистра БР1 или БР2. Кнопка «операция АЛУ и запись в РОН» (Т2-на принципиальной схеме) вырабатывает тактовый сигнал второго типа, воздействующий на входы РОН (через дешифратор ДШК1) и вход регистра результата РР.
В лабораторном макете машинный цикл состоит из одного или из двух тактов, причем цикл, состоящий из одного такта, может включать любой из них, а цикл из двух тактов выполняется в следующей последовательности: «Запись в БР», «Операция в АЛУ и запись в РОН», то есть в одном цикле каждая кнопка (Т1 или Т2) может включаться только один раз. Для примера рассмотрим выполнение команды «Сложить содержимое РОН1 и РОН2 с занесением результата в РОН3». Такт 1 – выбор регистра РОН1, чтение содержимого РОН1, то есть прием этой информации на БР1. При выборе регистра РОН1 нажимается только кнопка «ити», кнопка «ити» отжата. Для чтения содержимого РОН1 и пересылки его в БР1 нажимается кнопка БР. Затем нажимается кнопка Т1. Содержимое БР1 отображается на индикаторе И1. Такт – 2 выбор регистра РОН2, чтение содержимого РОН2, то есть прием этой информации на БР2. При выборе регистра РОН2 нажимается только кнопка «21». Кнопка «20» отжата. Для чтения содержимого РОН2 и пересыпки его в БР2 добиваются, чтобы кнопка БР находилась в верхнем (отжатом) состоянии. Затем посылается тактовый импульс записи в буферный регистр при нажатии кнопки Т1.Такт 3 – сложение в АЛУ содержимого БР1 и БР2, то есть прием результата операции в РР выбор регистра РОН3, запись в РОН3 содержимого РР. Результат сложения появляется на выходе АЛУ практически мгновенно, как только будет набран с помощью четырех кнопок, S3 , S2, S1, S0, код операции (S3, S2, S1, S0 =1001) и отжаты кнопка М(М=0) и кнопка С1(С1=0). Для записи результата сложения в РР и в РОН3 нажимаются обе кнопки “20” и “21” и подается тактовый сигнал записи информации в РР и в РОН3 с помощью кнопки Т2. Результат операции можно было бы записать в любой РОН, например в РОН2 или в РОН1. При этом прежнее содержимое этого РОН стирается и заменяется новым результатом операции АЛУ.
Анализируя рассматриваемую команду сложения двух операндов, можно отметиь, что для ее выполнения требуются два машинных цикла: первый включает в себя такт 1, второй такты 2 и 3.
|
|