Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Счетчик с произвольным коэффициентом счета

Синтез счетчиков с заданным коэффициентом счета

(двоично – десятичные счетчики)

На практике очень часто создаются счетчики с заданным коэффициентом счета.

Например: двоично – десятичные счетчики, т.е. счетчики, которые обеспечивают счет от 0 до 9 (для часов 0÷59 и т.д.). Для организации таких счетчиков необходимо создать обратные связи, которые обеспечили бы устранение лишних значений счета

0,1,2,3…7,8,9, 0 (вместо 10) ,1,2.. и т.д.

Для двоично- десятичного счетчика необходимо представить число 10 в двоичной системе счисления: 1010 и соединить единичные разряды со ЛЭ 2И (2AND). Выход ЛЭ подать на вход R (Reset) 4-х разрядного счетчика.

Аналогично можно синтезировать счетчик для произвольного Ксч.

Дисциплина : Вычислительная техника и информационные технологии

Лекция 1: Общие принципы организации МПС

1. Структура, архитектура МПС.

2. Структура, архитектура однокристального восьмиразрядного МП КР580ВМ80.

МПС – микропроцессорная система.

Литература : 1. Евриинов Э.В «Цифровая вычислительная техника».

2. Яковлев Л.А , Тимченко В.И «Вычислительная техника» Методические указания к лабораторным работам .

3. Методические указания по курсовому проектированию по дисциплинам «Цифровая и вычислительная техника, …..», Спб ГУТ , 1997г.

1. Структура, архитектура МПС.

МПС – аппаратно-программное устройство, которое осуществляет программную реализацию алгоритмов цифровой обработки информации.

МПС включает 3 основных блока:

Центральный микропроцессор (ЦМП).

Запоминающие устройство (ЗУ), которое включает: оперативное запоминающие устройство (ОЗУ), функционирует только при наличии питания, и постоянное запоминающие устройство (ПЗУ) – жесткие диски , flesch-память, которые хранят информацию в отсутствие электропитания.

Устройства ввода-вывода (мышь, клавиатура, принтер, дисплей)

Объем устройств ввода-вывода = 28= 256.

Объем адресного пространства = 216= 64536 адресов.

Принцип работы МПС состоит в выполнении заранее разработанной программы, которая определяет последовательность выполнения команд (операций).

Ассемблер MOV B,C ; комментарий (B) (C)

Код МП 01000001 — 41 h

Выполнение программы осуществляется последовательным считыванием с ЗУ команды , её дешифрированием и выполнением .

Выполнение команды осуществляется в 2 этапа :

Считывание и дешифрирование команды: ЦМП выставляет на шину адреса (ША) адрес очередной выполняемой команды. Этот адрес по ША поступает в ЗУ. Кроме того, в ЗУ по шине управления (ШУ) подается сигнал чтения содержимого ячейки памяти (ЯП). Содержимое ЯП с кодом операции (КОП) по шине данных (ШД) поступает в ЦМП .

По результатам дешифрирования КОП МП осуществляет выполнение команды.

По окончании выполнения команды на ША выставляется адрес очередной выполняемой команды.

2-й учебный вопрос:

Структура, архитектура однокристального восьмиразрядного МП КР580ВМ80.

МП – программно-управляемое устройство реализуемое на одном чипе , которое осуществляет процесс цифровой обработки информации и управление этих процессов.

МП бывают: 8-, 16- , 32- , 64- разрядныt

Рассмотрим структуру однокристального 8-ми разрядного МП КР580ВМ80

ЦМП состоит из 3-х основных блоков:

1)Блок обработки информации:

8 разрядный регистр – аккумулятор, для хранения 1-го операнда команды и результата выполнения команды.

8 разрядный регистр признаков, для хранения признаков арифметических и логических операций.

№ разряда регистра
наименование признакаSZACPCY
Читайте так же:
Как сбросить счетчик вызовов

Признак S – признак отрицательного результата АЛУ (S=1)

Признак Z – признак нулевого результата АЛУ (Z=1)

Признак АС – перенос между полубайтами (АС=1)

Признак Р – признак четного числа нулей в аккумуляторе при выполнении арифметических , логических операций (Р=1)

Признак CY — признак переноса старшего разряда при выполнении АЛУ .

Арифметическое — логическое устройство (АЛУ) – для выполнения арифметических и логических операций.

2) Блок управления включает:

регистр команд, для хранения кода выполняемой команды (операции);

дешифратор команд, для дешифрирования кода операции и формирования сигналов управления при выполнении команды;

устройство управления, для управления процессом обработки информации

3) Блок хранения включает:

Шесть 8-ми разрядных регистров: B,C,D,E,H,L, для временного хранения данных (прототип кэш памяти). Регистры могут использоваться 8-ми разрядными или строго определенными парами: B-C, D-E, H-L (регистры используются? как 16-ти разрядные)/

Указатель адреса стека (SP) 16-ти разрядный регистр, для хранения начального адреса стековой памяти.

Стековая память – область ОЗУ и предназначена для хранения данных при выполнении команд условных переходов, организации прерывания и других данных.

Принцип построения стековой памяти: первым записан – последним прочитан.

Счетчик команд CP (16-ти разрядный регистр) для хранения адреса очередной выполняемой команды.

МП последовательно выполняет команду за командой . каждая команда выполняется в 2 этапа:

Выборка команды. Счетчик команд под воздействием сигналов управления По ША команда поступает В ЗУ . Под воздействием сигналов управления поступает по ШУ содержимое выставляет на ША 16-ти разрядный адрес ЯП ЗУ, в которой хранится код команды (КОП). ЯП указанного адреса поступает по ШД в регистр команд МП и дешифрируется.

1. Выполнение команды. Под воздействием сигналов управления осуществляется выполнение по тактам команды, код операции которой в регистре команд. Для арифметических и логических операций формируются признаки в регистре признаков. По окончании выполнения команды счетчик команды (РС) записывает адрес очередной выполняемой команды.

  1. Структура команд и способы адресации
  2. содержание системы команд

Система команд – перечень команд выполняемых данным МП .

Каждый МП имеет свою систему команд.

Структура команд : команды бывают 1-о, 2-х и 3-х байтные

  • 1-о байтная команда – в одном байте КОП (код операции) и операнд

MOV rd, rs ; (rd) ß (rs)

при этом содержание rs не изменяется

  • 2-х байтные команды – в первом байте КОП команды и операнды , во втором байте только операнд .

  • 3-х байтные команды — в первом байте КОП команды , во втором и

(0106h) ß (А)

В системе команд применяют следующие режимы адресации:

1. Прямая адресация –код адреса в команде является исполнительным адресом обращения к памяти.

(A) ß([0106h])

2. Регистровая адресация –операнд содержится в одном из регистров МП.

(B) ß (A)

3. Непосредственная адресация –операнд задан в команде

MVI A, 05h (A) ß 05h

4.Регистровая косвенная адресация – когда адрес ЯП с операндом хранится в

Читайте так же:
Счетчик индивидуального учета молока

одной из регистровых пар, например в регистровой паре H-L.

(A) ß ([HL])

В аккумулятор записывается содержимое ЯП, адрес которой хранится в регистровой паре HL.

Классификация системы команд

Система команд включает следующую группу команд:

1. Команды пересылок данных

2. Команды безусловного и условного переходов.

3. Команды арифметических , логических операций и сравнения

4. Команды ввода-вывода данных

5. Команды операции со стеком и другие команды(команды обращения к подпрограмме, остановок)

Команды пересылок данных

(rd) ß (rs)

Счетчики с произвольным модулем счета

31.Счетчики с произвольным модулем счета 1

32.Примеры построения цифровых устройств последовательностного типа. 1

33.Построение делителя частоты с произвольным коэффициентом деления. 2

34.Запоминающие устройства. Основные сведения. 2

35.Оперативное запоминающее устройство: принцип работы, временные диаграммы. 2

36.Постоянное запоминающее устройство: принцип работы, временные диаграммы. Перепрограммируемое запоминающее устройство. 3

37.Принцип аналого-цифрового преобразования информации. 4

38.Цифро-аналоговые преобразователи: с суммированием напряжений, с суммированием токов. 4

39.Классификация АЦП. Параллельные АЦП. 4

40.АЦП поразрядного уравновешивания, двойного интегрирования. 5

41.Программируемые логические матрицы (ПЛМ), назначение, особенности применения. 6

42.Программируемые интегральные схемы (ПЛИС), назначение, особенности применения. 7

43.Внутренняя структура ПЛИС. 7

44.Резисторы: виды и типы, электрические, конструкторские, технологические, эксплуатационные параметры. 7

45.Конденсаторы: виды и типы, электрические, конструкторские, технологические, эксплуатационные параметры 9

Паразитные параметры 11

Счетчики с произвольным модулем счета

Регистр сдвига можно превратить в кольцевой счетчик, если выход последнего триггера соединить с входом первого.. Перед началом счета импульсом начальной установки в нулевой разряд счетчика (Q0) записывается логическая 1, в остальные разряды — логические 0. С началом счета каждый из приходящих счётных импульсов Т перезаписывает 1 в следующий триггер и число поступивших импульсов определяется по номеру выхода, на котором имеется 1. Предпоследний (N-1) импульс переведет в единичное состояние последний триггер, а импульс перенесёт это состояние на выход нулевого триггера, и счет начнётся сначала. Таким образом, можно построить кольцевой счетчик с произвольным коэффициентом счета (любым основанием счисления), изменяя лишь число триггеров в цепочке.

    ^

Примеры построения цифровых устройств последовательностного типа.

Регистр — последовательное или параллельное логическое устройство, используемое для хранения n-разрядных двоичных чисел и выполнения преобразований над ними.

Регистр представляет собой упорядоченную последовательность триггеров , обычно D, число которых соответствует числу разрядов в слове . С каждым регистром обычно связано комбинационное цифровое устройство, с помощью которого обеспечивается выполнение некоторых операций над словами.

Фактически любое цифровое устройство можно представить в виде совокупности регистров, соединённых друг с другом при помощи комбинационных цифровых устройств.

    ^

Построение делителя частоты с произвольным коэффициентом деления.

В микропроцессорной технике часто требуется делить частоту на произвольный коэффициент деления. Причем зачастую этот коэффициент нужно определять программно. Для этого используются делители с переменным коэффициентом деления. Регистр D1 используется для хранения коэффициента деления. Предполагается, что этот регистр подключен к микропроцессорной системе как порт вывода. Процессор, работая по своей программе, записывает в этот регистр некое число. Число, записанное в регистр D1, появляется на его выходах Q0…Q3. Реверсивный счетчик работает в режиме обратного счета. Это значит, что от каждого тактового импульса содержимое счетчика уменьшается на единицу. В какой то момент оно становится равным нулю. В результате на выходе «≤0» счетчика D1 появится сигнал лог. 0. Этот сигнал поступит на вход PE того же счетчика и вызовет запись в счетчик числа, присутствующего на выходе регистра. Далее счетчик продолжит счет от этого числа. Допустим, что в регистр было записано число 10 (10102). Начнем рассмотрение процесса деления с момента, когда по спаду сигнала на выходе «≤0» в счетчик запишется число из регистра. В нашем случае из регистра в счетчик запишется число 10. Затем продолжится счет. Каждый тактовый импульс на входе счетчика уменьшит его содержимое на единицу. После прохождения десяти тактовых импульсов содержимое счетчика станет равным нулю. На выходе «≤0» снова появится импульс переполнения, который опять запишет в счетчик число 10. В результате на выход схемы будет проходить только каждый десятый импульс.

Читайте так же:
Счетчик с инверсными выходами

Счетчик с произвольным коэффициентом счета Советский патент 1989 года по МПК H03K23/00

Описание патента на изобретение SU1478324A1

ходы регистров через соответствующие блоки умножения всех групп соединены с соответствующими группами входов первых блоков 4 сложения, выходы которых через блоки 5 деления соединены с информационными входами К первых соответствующих регистров, тактовые и установочные входы регистров соединены соответственно с тактовым 7 и установочным 8 входами счетчика. Устройство также содержит блок 9 задания управляющих воздействий и п вторых блоков 10 сложения, , причем первые группы входов вторых блоков 10 сложения и последние группы входов первых блоков 4 сложения соединены с соответствующими группами выходов блока 9 задания управляющих воздействий, выходы вторых блоков 10 сложения соединены с информационными входами соответствующих последних N-K регистров, вторая группа входов каждого второго блока сложения соединена с выходом соответствующего предыдущего регистра, выходы регистров соединены с входами элемента И 6, выход которого соединен с управляющим входом блока задания управляющих воз

действий, информационные входы которого соединены с управляющими входами 11 устройства.

Счетчик работает следующим образом.

Основу счетчика составляет генератор псевдослучайных последовательное- тей (ГПСП), функционирующий в соответствии с уравнением

ния выполняются в поле GF(L), так же как и умножение и деление), обеспечивающих пропуск необходимого числа состояний ГПСП. Сигнал логической устанавливается на управляющем входе блока-9 в тот момент, когда регистры находятся в состоянии Q(t) LQ(t)q2(t). 4K(t)«,a. a, (L), C;-(t) — содержимое i-ro регистра в момент времени t..

Вторые блоки сложения, блок 9 и новые связи вводятся для того, чтобы заставить ГПСП пропустить некоторые свои состояния и, таким образом обеспечить необходимый модуль пересчета.

Ка фиг. 2 показан пример конкретной реализации счетчика для случая, когда М,, 13, (М — модули пересчета), , ф(Х)Х4нХХ3+1 . При логическом О на управляющем входе счетчик считает по модулю Мг, при логической 1 на управляющем входе — по модулю M,j. В первом случае пропущено одно состояние ГПСП — 0111, во втором — два: 0111 и 0011.

Читайте так же:
Рулетка кто такие счетчики

Счетчик с произвольным коэффициентом счета, содержащий N регистров, К групп блоков умножения, К блоков деления, К первых блоков сложения, где 1&KЈN, элемент И, выходы регистров через соответствующие блоки умножения всех групп соединены с соответствующими группами входов первых блоков сложения, выходы которых

через блоки деления соединены с информационными входами К. первых соответствующих регистров, тактовые и установочные входы регистров соединены соответственно с тактовым и установочным входами счетчика, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и увеличения надежности за счет упрощения, в него введены блок задания управляющих воздействий и п вторых блоков сложения, (N-K), причем первые группы входов вторых блоков сложения и последние группы входов первых блоков сложения соединены с соответствующими группами выходов блока задания управляющих воздействий, выходы вторых блоков сложения соединены с информационными входами соответствующих последних (N-K) регистров, вторая группа входов каждого второго блока сложения соединена с выходом соответствующего предыдущего регистра, выходы регистров соединены с входами элемента И, выход которого соединен с управляющим входом блока задания управляющих воздействий, информационные входы которого соединены с управляющими входами счетчика.

Похожие патенты SU1478324A1

Иллюстрации к изобретению SU 1 478 324 A1

Реферат патента 1989 года Счетчик с произвольным коэффициентом счета

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. Основу устройства составляет генератор псевдослучайных последовательностей, содержащий N регистров 1, К групп 2 блоков 3 умножения, К блоков 4 сложения, К блоков 5 деления, где 1≤К≤N, элемент И 6. Работа устройства описывается уравнением Q/T+1/=Q1(T)T K , где Q/T/,Q/T+1/- векторы, описывающие состояния регистров 1 в поле GF(L). Введение блока 9 задания управляющих воздействий и N блоков 10 сложения позволяет генератору пропустить некоторые свои состояния и таким образом обеспечить необходимый произвольный модуль М пересчета. Кроме того, исключение ранее использованных блоков позволяет повысить надежность устройства. В описании представлен вариант выполнения устройства для случая L=2,M=13, 14. 2 ил.

Формула изобретения SU 1 478 324 A1

Фие.2

Принцип действия счетчиков с изменяемым коэффициентом счета

Подсчет числа импульсов является наиболее распространенной операцией в устройствах цифровой обработки информации. В устройствах цифровой обработки информации измеряемый параметр (угол поворота, перемещение, скорость, частота, время, температура и т. д.) преобразуется в импульсы напряжения, число которых в соответствующем масштабе характеризует значение данного параметра. Эти импульсы подсчитываются счетчиками импульсов и выражаются в виде цифр.

По целевому назначению счетчики подразделяют на простые и реверсивные. Простые счетчики, в свою очередь, подразделяют на суммирующие и вычи­тающие. Суммирующий счетчик предназначен для выполнения счета в пря­мом направлении, т. е. для сложения. С приходом очередного счетного импульса на вход счетчика его показание увеличивается на единицу. Вычитающий счетчик служит для осуществления счета в обратном направлении, т. е. для вычитания. Каждый счетный импульс, поступающий на вход вычитающего счетчика, уменьшает его показание на единицу.

Читайте так же:
Мпи счетчика как узнать

Реверсивные счетчики предназначены для выполнения операции счета как в прямом, так и в обратном направлении, т. е. они могут работать в режиме сло­жения и вычитания. Основными параметрами счетчиков являются модуль счета (коэффициент счета К) и быстродействие. Коэффициент счета опреде­ляет число импульсов, которое может быть сосчитано счетчиком.

Быстродействие счетчика характеризуется максимальной частотой следования счетных импульсов и связанным с ней временем установки счет­чика. Величина определяет максимальное время протекания переходных про­цессов во всех разрядах счетчика с поступлением на вход очередного счетного импульса. Счетчики импульсов выполняются на основе триггеров. Счет числа по­ступающих импульсов производится с использованием двоичной системы счисле­ния.

Двоичные суммирующие счетчики с непосредственной связью: они произво­дят счет поступающих импульсов в двоичной системе счисления. Основным уз­лом двоичного счетчика (служащим также его разрядом) является триггер со счет­ным запуском, осуществляющий подсчет импульсов по модулю 2.

Многоразрядные двоичные суммирующие счетчики с непосредственной свя­зью выполняются путем последовательного соединения счетных триггеров.

Модуль счета двоичного счет­чика находят из соотношения , где N— число разрядов счетчика.

В процессе работы двоичного счетчика частота следования импульсов на выходе каждого последующего триггера уменьшается вдвое по сравнению с час­тотой его входных импульсов. Это свойство схемы используют для построения делителей частоты. При использовании схемы в качестве делителя частоты вход­ной сигнал подают на счетный вход первого триггера, а выходной снимают с по­следнего триггера.

Способы построения счетчиков с коэффициентом счета достаточно разнообразны. Наибольшее распространение получили способ принудительной установки в состояние «0» всех разрядов двоичного счетчика и способ принуди­тельного насчета. По первому способу реализуются счетчики с естественным по­рядком счета, по второму — счетчики с принудительным счетом.

В счетчиках с естественным порядком счета порядок счета такой же, как в двоичных счетчиках. Отличие заключается в том, что путем введения дополнительных связей счет заканчивается раньше значения . У счетчика с переход разрядов в состояние «0» будет происходить с приходом не 16-го, а 10-го счетного импульса («Система 16 — 6»).

В счетчиках с принудительным насчетом исключение избыточных состоя­ний двоичного счетчика достигается путем принудительной установки отдель­ных его разрядов в состояние «1» в процессе счета. Принудительный насчет осуществляется введением обратных связей со старших разрядов двоичного счетчика в младшие, благодаря чему соответствующие младшие разряды вне очереди переключаются в состояние «1».

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector