48959

Розробка обчислювального пристрою ділення чисел у форматі з фіксованою комою

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

На початку роботи гаситься вихідна готовність Y14 і перевіряється вхідна готовність P1. Після одержання сигналу вхідної готовності обнуляються регістри Y0 B Y1 і Z Y2. Призначення виводів: 1 Вхід скидання R 9 Вхід режим роботи V2 2 Вхід запису інформації при зсуві вправо V3 10 Вхід режим роботи V1 3 Вхід 1го розряду 11 Вхід синхронізації 4 Вхід 2го розряду 12 Вихід 4го розряду 5 Вхід 3го розряду 13 Вихід 3го розряду 6 Вхід 4го розряду 14 Вихід 2го розряду 7 Вхід запису інформації при зсуві вліво V4 15 Вихід 1го розряду 8...

Украинкский

2013-12-18

677.5 KB

7 чел.

1.ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ

1.1.Підстава для розробки, призначення і галузь застосування.

Підставою для розробки є завдання на курсове проектування.

Пристрій призначений для виконання операції ділення над числами з фіксованою комою в доповняльному коді.

1.2.Умови експлуатації.

1.2.1.Температура навколишнього середовища від 10 до 35 °С.

1.2.2.Відносна вологість повітря до 80 % при температурі 25 °С.

1.2.3.Атмосферний тиск від 650 до 800 мм рт. ст.

1.2.4.Напруга живильної мережі (220+22) В.

1.3.Технічні вимоги.

1.3.1.Виконувана операція - ділення без відновлення залишку.

1.3.2.Вхідний код - паралельний.

1.3.3.Вихідний код - паралельний.

1.3.4.Тип використовуваного коду - доповняльний.

1.3.5.Розрядність чисел - 22.

1.3.6. Елементна база - К555.

1.4.Вимоги до конструктивного оформлення.

Пристрій виконати на стандартній друкованій платі.


3.
СТРУКТУРНА СХЕМА ПРИСТРОЮ

При виконанні операції ділення використовується два числа - A (ділене) і B (дільник). Число A зберігається в регістрі А, число B зберігається в регістрі B.

На початку роботи ділене A заноситься в регістр A за допомогою сигналу Y3, а дільник B: у регістр B (Y5). Ділене A зсувається вліво шляхом косої передачі з регістра A у суматор. Дільник B надходить у суматор SM з регістра B у прямому або інверсному кодах (Y9). Доповняльний код результату виходить підсумовуванням одиниці переносу в молодший розряд суматора.

Цифри частки Zi, що визначаються за знаком часткових залишків у регістрі A, фіксуються в регістрі Z  шляхом послідовного занесення їх у молодший розряд регістра Z (Y7) і зсуву вмісту регістра Z (Y8).

Рис.3.1. Структурна схема пристрою


4. БЛОК-СХЕМА АЛГОРИТМУ ВИКОНАННЯ ОПЕРАЦІЙ І ЇЇ МІКРОПРОГРАМНА РЕАЛІЗАЦІЯ

Блок-схема виконання операцій представлена на рис. 4.1.

На початку роботи гаситься вихідна готовність (Y14) і перевіряється вхідна готовність (P1). Після одержання сигналу вхідної готовності обнуляються регістри A(Y0), B (Y1) і Z (Y2).

Робимо запис: ділене в регістр A (Y3) і дільник у регістр B (Y5). Перевіряємо рівність дільника нулю (P3). Якщо дільник дорівнює нулю, то сигналізуємо про помилку аргументів і встановлюємо вихідну готовність (Y13). Якщо дільник не дорівнює нулю, тоді ділення можливо і починається цикл порозрядного одержання мантиси частки. На SM передається зсунуте косою передачею вбік старших розрядів ділене і обернений код дільника (Y9) з підсумовуванням одиниці до молодшого розряду у випадку виникнення переносу зі знакового розряду (Y10). З виходу SM частковий залишок заноситься в регістр A (Y3). Цифра модуля частки обчислюється як сума по модулю два знакових розрядів часткового залишку і дільника і заноситься в попередньо зсунутий на один розряд вліво (Y8) регістр Z (Y7). Перевіряємо лічильник чисел (P4). Якщо він не дорівнює нулю, продовжуємо цикл по визначенню розрядів частки. Якщо лічильник дорівнює нулю, то ми визначили всі розряди частки. Після закінчення ділення чисел установлюємо вихідну готовність і закінчуємо роботу.

Для реалізації пристрою використовується керуючий автомат з виділеною адресною пам'яттю, його схема зображена на рис. 4.2,  в таблиці 4.1 описані керуючі сигнали.

Таблиця 4.1.

Y0

Обнуління регістра A

Y1

Обнуління регістра B

Y2

Обнуління регістра Z

Y3

Запис у регістр A

Y4

Запис у регістр B

Y5

Запис розряду частки в регістр Z

Y6

Зсув регістра Z вбік старших розрядів

Y7

Вибір операції в суматорі

Y8

Підсумовувуння 1 у суматорі

Y9

Установка вихідної готовності

Y10

Гасіння вихідної готовності

Рис. 4.2  Керуючий автомат

Рис. 4.1 Блок-схема виконання операцій


6.ОПИС ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ СХЕМИ ПРИСТРОЮ

Функціональна схема пристрою представлена на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Функціональна схема пристрою

Арифметичний блок виконаний на мікросхемах серії К555.

Як регістри для зберігання операндів, залишку і частки використовуються регістри К555ИР11. Як суматори використовуються 4-х розрядні арифметико-логічні пристрої К555ИП3. Керуючі сигнали на арифметичний блок надходять від пристрою керування.

К555ИР11 – 4-х розрядний універсальний регистр зсуву. Призначення виводів:

1

Вхід скидання R

9

Вхід режим роботи V2

2

Вхід запису інформації при зсуві вправо V3

10

Вхід режим роботи V1

3

Вхід 1-го розряду

11

Вхід синхронізації

4

Вхід 2-го розряду

12

Вихід 4-го розряду

5

Вхід 3-го розряду

13

Вихід 3-го розряду

6

Вхід 4-го розряду

14

Вихід 2-го розряду

7

Вхід запису інформації при зсуві вліво V4

15

Вихід 1-го розряду

8

Загальний

16

Напруга живлення

Таблиця істинності

Режим роботи

Вхід

Вихід, розряди

R

Род роботи

C

V4

V3

Паралельний запис, розряди

1

2

3

4

V1

V2

1

2

3

4

Установка 0

0

х

х

х

х

х

х

х

х

х

0

0

0

0

Зберігання

1

х

х

0

х

х

х

х

х

х

1*

2*

3*

4*

Паралельний запис

1

1

1

х

х

1*

2*

3*

4*

1*

2*

3*

4*

Зсув вправо

1

0

1

х

0

х

х

х

х

0

1*

2*

3*

1

0

1

х

1

х

х

х

х

1

1*

2*

3*

Зсув вліво

1

1

0

0

х

х

х

х

х

2*

3*

4*

0

1

1

0

1

х

х

х

х

х

2*

3*

4*

1

Зберігання

1

0

0

х

х

х

х

х

х

х

1*

2*

3*

4*

Умовне графічне позначення мікросхеми К555ИР11 наведено на рис. 6.2.

К555ИП3 – арифметично-логічний пристрій.

Призначення виводів:

1

Вхід 1-го розряду В

13

Вихід 4-го розряду

2

Вхід 1-го розряду А

14

Вихід порівняння

3

Вхід вибору функції

15

Вихід розповсюдження перенесення

4

Вхід вибору функції

16

Вихід перенесення

5

Вхід вибору функції

17

Вихід утворення перенесення

6

Вхід вибору функції

18

Вхід 4-го розряду В

7

Вхід перенесення

19

Вхід 4-го розряду А

8

Вхід режиму роботи

20

Вхід 3-го розряду В

9

Вихід 1-го розряду

21

Вхід 3-го розряду А

10

Вихід 2-го розряду

22

Вхід 2-го розряду В

11

Вихід 3-го розряду

23

Вхід 2-го розряду А

12

Загальний

24

Напруга живлення

Таблиця істинності

Умовне графічне позначення мікросхеми К5552 ИП3 наведено на рис. 6.3

Рис 6.2. Умовне графічне позначення мікросхеми К555ИР11

Рис 6.3. Умовне графічне позначення мікросхеми К555ИП3

7. РОЗРОБКА ПРИНЦИПОВОЇ СХЕМИ

Регістр дільника виконаний на регістрах К555ИР11 (DD1 – DD8). Ділене записується в регістр суматора К555ИР11 (DD9 - DD16).

Обчислення часткових залишків виробляється в арифметико-логічному пристрою К555ИП3 (DD25 – DD32).

Частка формується в регістрах К555ИР11 (DD17 – DD24).

Розрахунок споживаної потужності обчислювального пристрою робимо відповідно до переліку елементів принципової схеми. Споживану потужність знаходимо згідно таблиці 7.1.

Таблиця 7.1.

№ п.п

Найменування елемента

Рспож.

1 ел., Вт

Кіл-В

елемент.

Сумарна

Рспож.

1

К555ИР11

0,115

15

1,725

2

К555ИП3

0,185

5

0,925

3

К555ЛЕ1

0,027

1

0,027

Всього

2,677

Таким чином, сумарна потужність, споживана пристроєм від джерела живлення становить 2,677 Вт.

Зробимо оцінку швидкодії пристрою.

Швидкодія пристрою залежить від розрядності чисел, а також від швидкодії елементів схеми.

t = tвх рег +(5tсум +tвих рег)*20 =

= 30 +(5*40 +30)*20 = 4630 нс = 4,63 мкс.


Зона

Поз. позн.

Найменування

Кіл.

Примітки

Резистори

R1

С2-23-0,125-1 кОм 10 %

1

Мікросхеми

DD1…DD18

К555ИР11

24

DD19…DD24

К555ИП3

8

DD25

К555ЛЕ1

1

Розєм

Х1

ГРПМ1-61ШУ2

1


ЗМІСТ

Анотація

1.Технічне завдання

2.Виконання операції ділення двійкових

чисел без відновлення залишків

3.Структурна схема пристрою ділення

4.Блок-схема алгоритму і її мікропрограмна реалізація

5.Приклад виконання операції

6.Опис функціональної схеми обчислювального

пристрою

7.Розробка принципової схеми

Висновок

Література

Додаток 1.Блок-схема алгоритму.

Додаток 2.Електрична принципова схема

Додаток 3. Перелік елементів


ВИСНОВОК

В даній курсовій роботі був розроблений обчислювальний пристрій, що виконує ділення чисел у форматі з фіксованою комою.

Побудовано алгоритм обробки чисел. Побудована функціональна схема пристрою. Також побудована принципова схема арифметичної частини пристрою. Наведено тестовий приклад виконання операцій.


ЛІТЕРАТУРА

  1.  Нешумова К.А. Электронные вычислительные машины и системы. -М.: Высшая школа, 1989.

Стрыгин В.В., Щарев Л.С. Основы вычислительной, микропроцессорной техники и программирования. - М.: Высшая школа, 1989.

Справочник. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. –М.: Радио и связь, 1990.

Мальцев П.П. Справочник. Цифровые интегральные микросхемы. - М.: Радио и связь. 1994.

Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. - М.: Радио и связь. 1987.

Савельев А.Я. Прикладная теория цифровых автоматов. М.: Высшая школа, 1987.

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Лист

Змн.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Розроб.

Перевір.

Реценз.

Н. Контр.

 Затверд.

Пристрій для ділення

Перелік елементів

Літ.

Аркушів

Аркушів

Літ.

Пристрій для ділення

Пояснювальна записка

 Затверд.

Н. Контр.

Реценз.

Перевір.

Розроб.

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Лист

Змн.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

58538. УРОК МАТЕМАТИКИ В НАЧАЛЬНЫХ КЛАССАХ 33 KB
  В зависимости от основной дидактической цели урока выделяются следующие типы уроков: Урок изучения нового материала Урок закрепления знаний умений навыков. Наиболее распространённым типом урока математики являются комбинированные уроки. Направленность курса математики на развитие ребёнка вносит существенные изменения во внутреннюю структуру урока. Этап закрепления не ограничивается рамками одного урока.
58539. Повторение таблицы деления на 9 36 KB
  Цель: повторение навыка умножения на 9, закрепление навыка деления на 9. Задачи: Образовательные: повторить и отработать навык деления на 9. Коррекционные: корректировать логическое мышление на основе упражнений в течении урока, развивать память, внимание, умение сравнивать.
58540. Сценка «Урок математики» 26.5 KB
  Что никто не сделал Все: Мы не поняли Учитель: Да что тут понимать Каждое частное решение дифференциального уравнения является некоторой функцией одной переменной которой в системе координат соответствует некоторая линия называемая интегральной кривой данного дифференциального уравнения. Понятно Все: с готовностью Ага Учитель: Так теперь вопрос на засыпку: Как возвести число в квадрат Ученица 1 выпаливает: Чтобы возвести число в квадрат...
58541. Читання, запис, порівняння чисел. Одноцифрові та двоцифрові числа. Попереднє і наступне число до даного числа. Додавання і віднімання одиниці 55.5 KB
  Мета: продовжувати ознайомлювати учнів з одноцифровим та двоцифровими числами, їх записом, утворенням і читанням; формувати вміння утворювати числа шляхом додавання одиниці до наступного числа і віднімання одиниці від наступного; формувати вміння правильно називати попереднє та наступне число до даного...
58542. Умножение как действие, заменяющее сложение равных чисел. Знак умножения 93.5 KB
  Сколько цветов растет на 3 клумбах при помощи графической модели решим эту задачу. Сколько было клумб 3 Сколько цветов было на каждой клумбе. Сколько групп по 5 точек получилось 3 Сколько всего точек...
58543. Нахождение неизвестного вычитаемого. Нахождение значений выражений 54 KB
  Цель: совершенствовать вычислительные навыки и умение решать задачи; развивать логическое мышление и умение сравнивать, воображение. Формировать активность детей на уроке; повышать мотивацию обучения, интерес к математике...
58544. Організація навчання математики у початкових класах 239.5 KB
  Цій роботі відводять більшу частину уроку при цьому інші частини уроку також підпорядковані вивченню нового. Структура згаданого типу уроку може бути така: 1. Завдання до дому; Послідовність структури елементів може бути і іншою але основна частина уроку присвячена вивченню нового матеріалу. Структура цього уроку схожа на структуру уроку закріплення знань.
58545. Закрепление сложения и вычитания связанных с нумерацией чисел прямой угол. Задачи на нахождение третьего неизвестного слагаемого 60.5 KB
  Пропишем цифры 1 и 3 Какие числа можно составить из этих цифр 13 и 31 Сколько десятков в числе 13 один А единиц три сколько всего единиц тринадцать сколько десятков в числе 31 три а единиц одна Сколько всего едиництридцать одна Это чётные или не четные числа не чётные Открываем тетради....
58546. Числа от 20 до 100 79 KB
  Цели урока. Закрепить навык счета в пределах 100, формировать вычислительные навыки, упражняться в решении простых задач, в нахождении периметра геометрических фигур, в решении логических задач; воспитывать чувство взаимопомощи; развивать интерес к математике...