Мәліметті жинау құрылғысын жобалау

«Ғ. Даукеев атындағы Алматы энергетика және байланыс университеті»

Коммерциялық емес акционерлік қоғамы

Электроника және робототехника кафедрасы

Курстық жұмыс

Сандық құрылғылар және микропроцессорлар пәні бойынша

Тақырыбы: Мәліметті жинау құрылғысын жобалау

Мамандығы: Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар

Орындаған: Батчанов Алдияр Тобы: РЭТк-18-2

Қабылдаған: аға оқытушы Бердыбаева Г. К.

Алматы, 2020

Кіріспе

Курстық жұмыстың мақсаты «цифрлық құрылғылар мен микропроцессорлар» курсын оқып-үйренуде алған білімдерін шоғырландыру және қолдану болып табылады. Ол микропроцессорлық құрылғы түрінде мәліметтерді жинау құралын ұйымдастыру принциптеріне арналған. Сонымен қатар аналогтық сигналдарды кернеу немесе ток түріндегі сұрау оларды цифрлық түрге айналуымен және кейінгі өңдеу мен көрсету мақсатында жедел жадтың белгілі бір аймағына орналастырумен қатар жүреді.

Келесідей жұмыс істейтін мәліметтерді жинайтын құрылғыны жобалау қажет: коммутатордың каналындағы F кірісіне келіп отыратын сигналдарды санай отырып, аналогтық-цифрлық түрлендіргішті қолдана отырып, осы сигналдарды сандық түрге түрлендіру қажет (1 байт=8 бит екілік сөздер) және соны кездейсоқ қол жетімді жадтың кейбір аймағына орналастырыңыз, символдық аты және мекен-жайы бар М ұяшығынан бастаңыз.

Негізгі бөлім

Мәліметтер жинау құрылғысын жобалауға арналған бастапқа мәліметтер келесі мәнге ие (нұсқа бойынша) :

F ₁₀ = 7

R = C

M = 7520

Q = 32768x8

BEG = 56B8

Жедел жартылай өткізгіш жедел жадтың үлкен интегралды схемалары негізінде ұйымдастырылған.

Үлкен интегралды схеманы таңдау әр түрлі критерийлер жүзінде негізге асады:

- аппараттық шығындарды азайту (микросхемалар саны) ;

- қуат тұтынуын азайту;

- микропроцессорлық жүйелер жылдамдығын арттыру.

Аппараттық шығындарды азайту негізінде мен KМ132РУ10А ОЖД микросхемасын таңдады. Жұмыс жасауы: қуаты - 420 мВт, орташа жұмыс істейді (уақыт циклі - 90 нс) . 32768х8 сыйымдылығы бар жедел жадты құру үшін осындай бір микросхема қажет, себебі:

Сурет 1 суретте осындай ОЖД құрылысының сұлбасы көрсетілген. Әрбір микросхеманың адрестік кірісі А=15. Өйткені 2 ¹⁵ сыйымдылығы 1 бит 32768 жад ұяшықтарын адресациялауды қамтамасыз етеді. Біз соның 14 кірісін қолданамыз. Бір ОЖД микросхемасын бір жолда қондырғында берілген Q=32768x8 сыйымдылығы алынады.

Бұл микросхеманы іске қосу үшін $\overline{CS}$ кірісіне логикалық нөлді беру керек. DI (data input) кірісінде жазбалар жазылады, ал DO (data output) - жад микросхемасындағы жазылған ақпаратты оқу.

Сурет 1. 2 сурет бойынша үзік сызықтар арасында тағы 4 микросхеманың бар екенін білдіреді.

Сурет 1. 2 - ОЖД құрылысының сұлбасы.

Менің нұсқам бойынша F=7 ₁₀ , сонда мәліметтерді алу алгоритмінің блок-схемасыСурет 2. 1 суретінде көрсетілген.

1 блокқа HL тіркеуіне бастапқы адрес M=7520h жазылады. 2 блоктағы D тіркеуіне 7 ₁₀ (07h) жазылады. 3 блоктағы R=C тіркеуі аналогтық арналар мекен-жайы бойынша есептегіш ретінде қызмет етеді. Оған бірінші каналдың адресі жазылады - ØØh. Осылай күту режимі орындалады.

Сурет 2. 1 - Мәліметтерді алу алгоритмінің блок-схемасы.

Кесте 2. 1

Кестенің түсініктемесінде мынадай қысқартулар пайдаланды: Сдв. П (А) - сдвиг вправо содержимого регистра А (аккумулятора), УП - условный переход.

Тапсырмаға сәйкес бағдарлама BEG=56B8 ұяшықтан бастап, жад аймағында орналасуы керек.

Бағдарламаны орналастыруКесте 2. 2 кестеде көрсетілген.

Кесте 2. 2

Кесте 2. 1, Кесте 2. 2 кестелердің және микропроцессорлық жүйелер негізінде, Кесте 2. 3 кестеде келтірілген кодтар жиынтығында мәліметтерді жинау циклы (машиналық тілде) бағдарламасын құруға болады.

Кесте 2. 3

Микропроцессорлық құрылғының жұмысын бағалау үшін, АСТ түрлендірудің максимал ұзақтығы $T = \frac{1}{500} = 2мкс$ сағат циклінің ұзақтығынан аз болады деп болжаймыз, сондықтан шағын циклдегі транзит уақытын елемеуге болады.

Кесте 2. 1 байланысты 1÷4 командаларын орындау үшін 10+7+7+5=29 тактілер саны қажет.

Бір айналымда үлкен циклдан өту үшін (5÷15 командаларын орындау үшін) 10+10+4+10+10+7+5+5+5+4+10=80 такті қажет. Барлық осындай өтпелілер F=7 ₁₀ , ол 80*7=560 тактіні қажет етеді. Нәтижесәнде мәліметтер жинау циклінің ұзақтығы $t = (29 + 560) \times 2мкс = 1178мкс$ болады.

Интегралдық схема (ағылш. integrated circuit) - өзара байланысты элементтерден (диод, транзистор, резистор және т. б. ) тұратын және жартылай өткізгішті кристалдың ішіне немесе бетіне технологиялық топтау тәсілдерімен біріктіріліп орнатылған электрондық микросхема; түрлендіру мен сигналдар өңдеудің белгілі бір функцияларын орындайтын, қабылдауға, тұтынушыға жеткізуге, сынауға, жұмысқа қосуға қойылатын талаптар тұрғысынан Карағанда бір бүтін зат болып саналатын және электрлі қосылған элементтері мен кристалдарын жайғастыруда жоғары тығыздыгы болатын микроэлектрондық бұйым. Интегралдық схемалар ақпаратты сақтау немесе өңдеуге байланысты операцияларды орындайды, олардың төменгі, орта деңгейде біріктірілген түрлері болды, ал қазіргі кезде өте жоғары деңгейде кішірейтіле тығыздалып біріктірілген тығыз интегралдық схема (БИС) және өте тығыз интегралдық схема (СБИС) қолданылады.

Электронды компьютер (ЭВМ) - негізгі функционалды элементтері электронды құрылғыларда (электронды түтіктер, жартылай өткізгіштер, интегралды схемалар) жасалатын есептеу құрылғысы. Бастапқыда, 1950 жылдары электронды компьютерлер аналогтық (компьютерлік), сандық (сандық) және гибрид болып бөлінді. Алайда, қазірдің өзінде сер. 1970 жылдар «электрондық компьютер» (компьютер) ұғымы сандық құрылғыларға мықтап еніп, компьютер термині сандық компьютерлердің синонимі ретінде қолданыла бастады.

Компьютерлер, тарихи дәстүр бойынша, компьютерлер деп аталады (алғашқы есептеу құрылғылары механикалық, құрамында доңғалақтар, тұтқалар, тұтқалар болды), іс жүзінде компьютер - бұл аппараттық және бағдарламалық кешен; ондағы механизмдер тек көмекші функцияларды орындайды, мысалы диск жетектерін шығарыңыз, принтердегі сақтау ортасын жылжытыңыз. Компьютерде ақпаратты есептеу немесе өңдеу процесі ақпаратты (бастапқы және шығыс деректерді) және бағдарламаның командаларын (нұсқаулықтарын) ұсынатын (кодталған түрде) электрлік сигналдардың көптеген типтік түрленулерінен тұрады. Ақпаратты өңдеудің нәтижелері қағазға мәтін, кесте, графика және т. б. түрінде жазылады немесе дисплей экранына шығарылады.

Сурет 4. 1- Электронды компьютер.

Техникалық (аппараттық) құралдардың құрамына, әдетте, орталық құрылғылар кіреді - процессор (бір немесе бірнеше), кездейсоқ қол жеткізу жады (ОЗУ), басқару тақтасы (пернетақта), сонымен қатар сыртқы (перифериялық) құрылғылар - мәліметтерді енгізу-шығару құрылғылары, тұрақты процессор ақпаратты өңдейді және басқа компьютер құрылғыларының жұмысын басқарады.

ЖЖ арифметикалық және логикалық операцияларды орындау кезінде тікелей қолданылатын жұмыс бағдарламасы мен ақпараттарды сақтайды. Басқару тақтасы оператор мен компьютердің өзара әрекеттесуін қамтамасыз етеді. Компьютерлік бағдарламалық жасақтама (бағдарламалық жасақтама) операциялық жүйені (компьютердің жұмысын басқарады, басқа бағдарламаларды іске қосады және қызмет көрсету функцияларын орындайды) және қолданбалы бағдарламаларды (ақпаратты өңдеу бағдарламалары, белгілі бір мәселелерді шешу) қамтиды.

Кездейсоқ қатынау жады (ОЗУ) статикалық және динамикалық болып бөлінеді. Статикалық оперативті жадта жад ұяшығы биполярлы немесе өріс эффектісі транзисторларындағы триггер болып табылады, ол басқару сигналдарының ықтимал табиғатын және ақпаратты жоймай оқу мүмкіндігін анықтайды.

Динамикалық типті жедел жад сізге үлкен көлемде жадыны жүзеге асыруға мүмкіндік береді, бірақ оларды пайдалану қиынырақ, өйткені сізге жұмыс режимдерін басқарудың арнайы схемасы қажет. Қазіргі заманғы динамикалық жедел жадыда регенерация және синхрондау жүйелері бар. Сыртқы басқару сигналдарындағы мұндай жедел жадтың статикалық жедел жадтан айырмашылығы жоқ.

Сурет 4. 2 - ОЗУ микросхемасы.

Микросхеманың түйреуіштері келесідей белгілерге ие: CS - микросхеманы таңдау, Ai - адрестік кірістер, DI - ақпарат енгізу, DOi - ақпарат шығысы, W / R - жазу / оқуға арналған рұқсат, RAS - жол мекен-жайы, CAS - бағанның мекен-жайы, CE - рұқсат сигналы.

K155РУ2 микросхемасы - ашық коллекторлық шығыны бар статикалық жедел жады - TTL конструкцияларының негізінде 64 бит сыйымдылығы бар. Ол 16 × 4 құрылымға ие, яғни. әрқайсысы 4 саннан тұратын 16 сөзді сақтай алады.

K537RU8 микросхемасы - құрылымы негізінде жасалған (КМОП) қуаты 2 Кбайт болатын статикалық жедел жады және кіріс пен шығыс арқылы TTL құрылымдарымен үйлесімді. Онда екі бағытты 8 биттік деректер шинасы бар, ол ақпаратты жазу және оқу үшін қолданылады.

K565RU5 микросхемасы - n-MOП құрылымдары негізделген динамикалық жедел жады, кіріс және шығыс арқылы TTL құрылымымен үйлеседі, 64K × 1 ұйымы бар. Адрес автобусы мультиплекс режимінде жұмыс істейді.

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс