Цифровые пристрої і микропроцессоры

МИНИСТЕРСТВО ВНУТРІШНІХ ДЕЛ.

РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦИИ.

ВОРОНЕЗЬКИЙ ИНСТИТУТ.

КОНТРОЛЬНА РОБОТА № 1.

на уроках «Цифрові пристрої і микропроцессоры».

Варіант 8.

Виконав: слухач 31 навчальної группы.

радіотехнічного факультету з/о.

Оларь Андрій Геннадьевич шифр 00/72.

347 800 Ростовська область р. Каменск вул. Героев-Пионеров буд. 71 кв. 72.

Проверил:

«_____» _______________ 200__ г.

ВОРОНЕЖ 2002 г.

Задания.

стор. 1. Розставити вересня порядку зростання і пояснити свій вибір (8910,.

2Е16, 578, 1 110 112) — 4 2. Виконати арифметичні операції над двоичными числами, використовуючи зворотний код: а) 10 111 012−1 101 112; b)10101112−11 100 112 — 4 3. Спростити вираз, застосувавши правила де Моргана реалізувати основні тотожності алгебри логіки: а) [pic], b)[pic] - 4 4. По таблиці роботи логічного устрою записати СКНФ: — 5.

[pic] a) отримати мінімальну нормальної форми (мкнф) з допомогою метода.

Квайна; b) побудувати логічний схему влаштування у базисі ИЛИ-НЕ; з) проаналізувати роботи отриманої схеми при х1=1, х2=0, х3=0. 5. Намалювати символічне зображення і таблицю роботи синхронного RSтриггера. Хоч стан перейде тригер, якби його входи послідовно подавати сигнали: — 6.

[pic] 6. Побудувати схему регістру D-триггеров для записи числа 1010, починаючи з цифри молодшого розряду. Скласти таблицю станів його тригерів, яка ніколи запис окремих цифр — 7 7. Частота прямування імпульсів не вдома другого триггера счётчика — 256 кГц. Скільки тригерів повинен мати лічильник, щоб її виході отримати імпульс із частотою 32 кГц, 4 кГц — 7 8. Побудувати схему підсумовуючого счётчика Т-триггеров ёмкостью 28 — 8 9. Розробити логічний схему таймера з прямим отсчётом часу й видачею звукового сигналу. Частота генератора — 1700 герц. Передбачити кнопки пуску, зупинки і скидання. Вказівка: порівнювати заданого часу, варто використовувати мікросхему порівняння (типу К531СП1) — 8 10. Знайти за довідником мікросхему К555ИР9. Намалювати її умовне зображення і виписати параметри (з урахуванням позначення): — 11 а) типорозмір і зображення корпусу; б) напруга харчування і деякі висновки, куди воно подається; в) напруги логічних нуля і одиниці; р) струм споживання (споживана потужність); д) диапазон робочих частот; е) інтервал робочих температур; ж) время затримки включення (вимикання); із) коефіцієнт об'єднання входу; і) коефіцієнт розгалуження по входу. 11. Що означають скорочення: ТТЛ, ДТЛ, n-МОП? Вказати їх основні відмітні характеристики — 12 12. Призначення реалізувати основні функції мікропроцесора? — 13 13. Використовуючи команди типового МП К1804, скласти програму машинних кодах: — 14.

> виконати завантаження числа 12 в осередок Q, а 9 в РОН з адресою 3;

> з першого числа відняти число 8 з шини даних, результат в РОН з адресою першого числа;

> третє число зрушити однією розряд вправо й примусити скласти з сумою у перших двох чисел. Результат в РОН з адресою 9. 14. Використана література — 14.

Розставити вересня порядку зростання і пояснити свій выбор:

(8910, 2Е16, 578, 1 110 112).

Переведём дані вересня десяткову систему обчислення, крім 8910, оскільки їх кількість вже є десятичным.

1) 2Е16 — оскільки 2Е16=2*16+14=4610; 2) 578 — оскільки 578=5*8+7=4710; 3) 1 110 112 — оскільки 1 110 112=32+16+8+2=5910; 4) 8910.

46 L — трохи більше 0,4 У; М — щонайменше 2,5 У, трохи більше 5,5 В;

> струм споживання трохи більше 3 мА;

> діапазон робочих частот трохи більше 25 МГц;

> інтервал робочих температур від 100С до 700С;

> час затримки включения/выключения 20 нс (Сн=15 пФ);

> коефіцієнт об'єднання входу — 1;

> коефіцієнт розгалуження по входу — 10.

Що означають скорочення: ТТЛ, ДТЛ, n-МОП? Вказати їх основні відмітні характеристики.

ТТЛ — транзисторно-транзисторная логіка, ДТЛ — диодно-транзисторная логіка, n-МОП — логіка на униполярных транзисторах з n-каналом. Всі ці скорочення позначають тип схемотехники і конструкції цифрових микросхем.

Нині ДТЛ не застосовується, ТТЛ витіснені сумісними з ними за рівнями харчування і сигналів серіями ТТЛШ (ТТЛ з диодами і транзисторами Шоттки (К555, К1531 тощо.)), а n-МОП логіка витіснена КМОП (К564, К1564, К1554).

Основними параметрами, що дозволяють виробляти порівняння базових ЛЕ різних серій, є:. напруга джерела харчування — визначається величиною напруження і величиною його. ТТЛ — розраховані на напруга джерела харчування однакову 5 У (5%. Більшість мікросхем на КНОП структурах стійко працює при напрузі харчування від 3 до 15 У, деякі - при напрузі 9 У (10%;. рівень напруги логічного нуля і логічного одиниці - це рівні напруги, у яких гарантується стійке розрізнення логічних сигналів, як нуля, і одиниці. Розрізняють граничне напруга логічного нуля (U0пор) і логічного одиниці (U1пор). Напруга низького і високого рівня не вдома мікросхем ТТЛ U0пор0,4 У. Для мікросхем на КНОП структурах U0пор0,7*Uпит. У водночас відхилення вихідних напруг від нульового значення й напруги харчування, досягають всього кілька мілівольт;. нагрузочная здатність — характеризується кількістю елементів тієї ж серії, які можна залучити до виходу елемента без додаткових пристроїв узгодження та називається коефіцієнтом розгалуження після виходу. Більшість логічних елементів серії ТТЛ становить 10, а серії КМОП — до 100;. стійкість перед перешкодами — характеризується рівнем логічного сигналу перешкоди, яка викликає логічних рівнів сигналу не вдома елемента. Для елементів ТТЛ статична стійкість перед перешкодами становить менше 0,4 У, а серії КНОП — щонайменше 30% напруги харчування;. швидкодія — визначається швидкість перемикання логічного елемента на час вступу з його вхід прямокутного управляючого сигналу необхідної величини. Гранична робоча частота мікросхем серии.

ТТЛ становить 10 МГц, а мікросхем на КНОП структурах — лише 1 МГц.

Швидкодія визначається як і, як та середнє час затримки поширення сигналу: [pic], де [pic]и [pic]- часи затримки поширення сигналу включення і вимиканні. Для мікросхем ТТЛ.

[pic]составляет близько 20 нс, а мікросхем на КНОП структурах — 200 нс;. споживана мікросхемою джерела харчування потужність — залежить від режиму роботи (статистичний та динамічний). Статистична середня потужність споживання базових елементів ТТЛ становить кілька десятків милливатт, а й у елементів на КНОП структурах більше ніж у тисячу разів менше. Слід враховувати, що у динамічному режимі, потужність, споживана логічними елементами, зростає;. надійність — характеризується інтенсивністю частоти відмов. Середня частота відмов мікросхем із середнім із середнім рівнем інтеграції становить: [pic]1/час.

Для узгодження рівня сигналів ТТЛ і КНОП застосовують спеціальні ІМС (наприклад, К564ПУ4).

Призначення й захопити основні функції микропроцессора?

Процесор призначений до виконання арифметичній і логічного обробки інформації. Арифметичні і логічні операції можна виконувати як у дискретних елементах на основі мікросхем малої і середній ступеня інтеграції, що зумовлює зростанню розмірів процесора, і на БІС. У цьому разі говорять про микропроцессоре (МП).

До функцій мікропроцесора можна отнести:

> вибір з програмної пам’яті ЕОМ команд, дешифрация і виконання их;

> організація звернення до пам’яті і пристроям ввода-вывода;

> виконання запитів на прерывание;

> подача сигналів очікування для синхронізації роботи з повільно діючими пристроями пам’яті і вводу-виводу информации;

> подача сигналів прямого доступу до пам’яті та інші сигналы;

> формування сигналів самонаведення звернення до периферійним устройствам.

Робота МП організується за командами, записаним у пам’яті і що надходять в МП залишилася в порядку зростання номерів осередків, до яких вони записаны.

Використовуючи команди типового МП К1804, скласти програму машинних кодах:

> виконати завантаження числа 12 в осередок Q, а 9 в РОН з адресою 3;

> з першого числа відняти число 8 з шини даних, результат в РОН з адресою першого числа;

> третє число зрушити однією розряд вправо й примусити скласти з сумою у перших двох чисел. Результат розмістити у РОН з адресою 9.

Програма в машинних кодах.

|М2 |Т8 |Т7 |Т6 |М1 |Т2 |Т1 |Т0 |З |Т5 |Т4 |Т3 |А3 |А2 |А1 |А0 |В3 |В2 |В1 |В0 |D3 |D2 |D1 |D0 | |а | |0 |0 |0 | |1 |1 |1 | |0 |0 |0 | | | | | | | | |1 |1 |0 |0 | | | |0 |1 |1 | |1 |1 |1 | |0 |0 |0 | | | | |0 |0 |1 |1 |1 |0 |0 |1 | |б | |1 |0 |0 | |1 |1 |0 |1 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |1 |1 |1 |0 |0 |1 |0 |0 |0 | |в |0 |0 |0 |1 | |1 |0 |0 | |0 |0 |1 |1 |1 |0 |0 | | | | | | | | | | | |0 |0 |0 | |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |1 |0 |0 | | | | | | | | | | | |0 |1 |1 | |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |1 |1 |0 |0 |1 | | | | | |.

Використана литература.

1. «Цифрові інтегральні мікросхеми пристроїв охоронно-пожежною сигналізації», У. Болгов — Воронеж 1997 г.

2. «Основи мікропроцесорної техніки», У. Болгов, З. Скрыль, С.

Алексєєнко — Воронеж 1997 г.

3. «Цифрові пристрої і мікропроцесори», навчально-методичне посібник, Болгов В. В. — Воронеж 1998 г.