Реализация устройства контроля переданной информации с использованием модифицированного кода Хемминга

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ВОЛОГОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Дисциплина: Организация ЭВМ и систем

Кафедра: УВС

Курсовой проект

Реализация устройства контроля переданной информации с использованием модифицированного кода Хемминга

Выполнил: Кириллов А. С.

Группа: ЭВ-31

Проверил: Машкин А. В.

Вологда 2011


СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

2. Разработка структурной схемы устройства

3. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

3.1 Центральный процессор КР580ВМ80А

3.2 Генератор тактовых импульсов КР580ГФ24

3.3 Системный контроллер и шинный формирователь КР580ВК28

3.4 Буферный регистр КР580ИР82

3.5 Параллельный интерфейс КР580ВВ55А

3.6 Постоянное запоминающее устройство КР556РТ7

3.7 Оперативное запоминающее устройство КР537РУ8А

3.8 Дешифратор возбуждения одноразрядного семисегментного цифрового светодиодного индикатора АЛС324

3.9 Индикатор цифровой АЛС324А

4. КАРТА ПАМЯТИ

5. ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРОГРАММЫ

6. ЛИСТИНГ ПРОГРАММЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СПРАВОЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


ВВЕДЕНИЕ

Вычислительная техника развивалась такими быстрыми темпами, что давно уже принято говорить о поколениях вычислительных машин. За 30 лет своего бурного развития микропроцессорные системы прошли путь от специализированных комплектов интегральных схем к сложным однокристальным микроконтроллерам, имеющих в своем составе целый набор самых различных программируемых элементов. Низкая стоимость, малые габаритные размеры и энергопотребление таких машин позволяет встраивать их во вновь проектируемые устройства. Широкое применение микропроцессоров ставит задачу подготовки специалистов, способных обслуживать эту сложную технику.


1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Реализация устройства контроля переданной информации c использованием модифицированного кода Хемминга.

С порта А5h считать 2000 байт, разместив их в ОЗУ, начиная с адреса B000h. Считать информационными 4 бита, расположенные во 2, 4, 5 и 6 разрядах передаваемых байт. Остальные разряды в байте отведены для хранения кода Хемминга. Индицировать номер ячейки ОЗУ, в которой была произведена коррекция ошибки или выдать сообщение о невозможности коррекции. Считывание последовательности байт с порта осуществлять путем нажатия кнопки. Переход к проверке содержимого следующих ячеек памяти так же осуществлять путем нажатия на кнопку.


2. Разработка структурной схемы устройства

Необходимыми элементами в любой системе являются: микропроцессор, генератор импульсов, системный контроллер микропроцессора, буферные схемы адреса и данных, запоминающие устройства и устройства ввода-вывода (рис 2.1.)

Рис. 2.1. Структурная схема устройства

Главным элементом этой системы является микропроцессор т.к. он управляет работой всей системы. Генератор тактовых импульсов фаз С1, С2 предназначен для синхронизации работы микропроцессора. ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) используется для хранения констант и программы работы устройства. Для хранения стека и переменных величин используется ОЗУ (оперативное запоминающее устройство). Устройство ввода вывода предназначено для сопряжения различных типов периферийных устройств с магистралью данных систем обработки информации. Фиксатор состояния применяется для формирования управляющих сигналов и как буферный регистр данных. Для ввода информации используется клавиатура, для вывода – дисплей.

Общий принцип функционирования микропроцессорного устройства заключается в следующем. Из микропроцессора на шину адреса выдается адрес очередной команды. Считанная по этому адресу из памяти (например, из ПЗУ) команда поступает на шину данных и принимается в микропроцессор, где она и исполняется. В счетчике команд микропроцессора формируется адрес следующей команды. После окончания исполнения данной команды на шину адреса поступает адрес следующей команды и т. д.

В процессе исполнения команды могут потребоваться дополнительные обращения к памяти для вызова в микропроцессор дополнительных байтов команды (в случае двух-, трехбайтовых команд), операндов или записи в память числа, выдаваемого из микропроцессора.

Микропроцессор КР580ВМ80А способен адресовать до 64 килобайт памяти, но так как такой объем памяти не требуется, то старшие биты адреса будут использоваться как сигналы выбора микросхем (CS).


3. Разработка принципиальной электрической схемы

3.1 Центральный процессор КР580ВМ80А

Рис 3.1 Центральный процессор КР580ВМ80А

Центральный процессорный элемент КР580ВМ80А является функционально законченным однокристальным параллельным 8-разрядным микропроцессором с фиксированной системой команд. В состав БИС входят: 8-разрядное арифметико-логическое устройство (ALU); регистр признаков (RS), фиксирующий признаки, вырабатываемые ALU в процессе выполнения команд; аккумулятор (А); блок регистров для приема, выдачи и хранения информации в процессе выполнения программ, содержащий программный счетчик (РС), указатель стека (SP), регистр адреса (RGA), шесть регистров общего назначения (B, C, D, E, H, L) и вспомогательные регистры (W и Z); схема управления и синхронизации (CU), формирующая последовательности управляющих сигналов для работы ALU и блока регистров; 16-разрядный буферный регистр адреса (ВА); 8-разрядный буферный регистр данных (BD).

Таблица 3.1 Назначение выводов микросхемы КР580ВМ80А

ВыводОбозначение

Тип

вывода

Функциональное назначение выводов

1, 25-27,

29-40

A10, A0-A2, A3-A9, A15, A12-A14,A11ВыходыКанал адреса
2GND-Общий
3-10D4-D7, D3-D0

Входы/

Выходы

Канал данных
11

UIO

-Напряжение источника смещения
12SRВходУстановка в исходное состояние, сброс триггеров разрешения прерывания и захвата шины
13HLDВходЗахват
14INTВходВход сигнала - запрос прерывания
15,22С2, С1ВходыВход фаз 1 и 2
16INTEВыходВыход сигнала - разрешение прерывания
17RCВыходПрием информации
ВыводОбозначение

Тип

вывода

Функциональное назначение выводов
18TRВыходВыдача информации
19SYNВыходСигнал синхронизации
20

UCC1

Напряжение питания +5В
21HLDAВыходВыход сигнала - подтверждение захвата
23RDYВходСигнал «Готовность»
24WIВыходСигнал «Ожидание»
28Ucc2-Напряжение питания +12В

3.2 Генератор тактовых импульсов КР580ГФ24

Рис 3.2 Генератор тактовых импульсов КР580ГФ24

ГТИ формирует тактовые импульсы частотой до 2.5мГц, амплитудой 12 В, тактовые импульсы амплитудой до 5 В для ТТЛ-схем, а также некоторые управляющие сигналы для микропроцессорной системы. Генератор тактовых сигналов состоит из генератора опорной частоты, счетчика-делителя на 9, формирователя фаз С1, С2 и логических схем. Для работы ГТИ необходимо подключение внешнего кварцевого резонатора с частотой колебаний в 9 раз больше чем частота выходных тактовых импульсов ГТИ.

Назначение выводов микросхемы приведено в таблице 3.2.

Таблица 3.2. Назначение выводов микросхемы КР580ГФ24

ВыводОбозначениеТип выводаФункциональное назначение выводов
1SRВыходУстановка в исходное состояние микропроцессора и системы
2RESINВходУстановка 0
3RDYINВходСигнал «Готовность»
4RDYВыходСигнал «Готовность»
5SYNВходСигнал синхронизации
6CВыходТактовый сигнал, синхронный с фазой С2
7STBВыходСтробирующий сигнал состояния
8GNDОбщий
9

UCC2

ВходНапряжение питания +12В
10C2ВыходТактовые сигналы — фаза С2
11C1ВыходТактовые сигналы — фаза С1
12OSCВыходТактовые сигналы опорной частоты
13TANKВходВывод для подключения колебательного контура
14,15

XTAL1,

XTAL2

ВходВыводы для подключения резонатора
16

UCC1

ВходНапряжение питания +5В

3.3 Системный контроллер и шинный формирователь КР580ВК28

Рис 3.3 Системный контроллер и шинный формирователь КР580ВК28

Системный контроллер и шинный формирователь КР580ВК28 предназначен для фиксации слова-состояния МП, выработки системных управляющих сигналов, буферизации шины данных МП и управлением передачи данных. Системный контроллер формирует управляющие сигналы по сигналам состояния микропроцессора при обращении к ЗУ: RD и WR; при обращении к УВВ: RD IO и WR IO, а также обеспечивает прием и передачу 8-разрядной информации между каналом данных микропроцессора по выводам D7-D0 и системным каналом по выводам DB7-DB0. Регистр состояния по входному сигналу STB фиксирует информацию состояния микропроцессора в первом такте каждого машинного цикла. Дешифратор управляющих сигналов формирует один из управляющих сигналов в каждом машинном цикле: RD, WR, RD IO, WR IO, INTA. Асинхронный сигнал BUSEN управляет выдачей данных с буферной схемы и управляющих сигналов: при напряжении высокого уровня все выходы микросхемы переводятся в высокоомное состояние.

Назначение выводов микросхемы приведено в таблице 3.3.

Таблица 3.3. Назначение выводов микросхемы

ВыводОбозначениеТип выводаФункциональное назначение выводов
1STBВходСтробирующий сигнал состояния (от ГТИ)
2HLDAВходПодтверждение захвата
3TRВходВыдача информации
4RCВходПрием информации

5,7

9,11,

13,16,

18,20,

DB4,DB7,

DB3,DB2,

DB0,DB1,

Вход/выходКанал данных системы

6,8,10,

12,15,17,

19,21

D4,D7,D3,

D2,D0,D1,

D5,D6

Входы/выходы данных со стороны МП
14GNDОбщий
22BUSENВходУправление передачей данных и выдачей сигналов
23INTAВыходПодтверждение запроса прерывания
24RDВыходЧтение из ЗУ
25RD IOВыходЧтение из УВВ
26WRВыходЗапись в ЗУ
27WR IOВыходЗапись в УВВ
28UCCВходНапряжение питания +5В


3.4 Буферный регистр КР580ИР82

Рис 3.4 Буферный регистр КР580ИР82

Буферный регистр КР580ИР82, выполняет роль буфера между МП и шиной данных. Буферный регистр КР580ИР82 представляет собой 8-разрядный параллельный регистр с трехстабильными выходами. Обладает повышенной нагрузочной способностью.

Таблица 3.4. Назначение выводов микросхемы

ВыводОбозначениеТип выводаФункциональное назначение выводов
1D0-D7ВходИнформационная шина
2OEВходРазрешение передачи (управление 3-м состоянием)
10GNDОбщий
11STBВходСтробирующий сигнал
12-19Q0-Q7ВыходИнформационная шина
20

UCC

Напряжение питания +5В

3.5 Параллельный интерфейс КР580ВВ55А

Произведя запись управляющего слова в РУС, можно перевести микросхему в один из трех режимов работы. При подаче SR РУС устанавливается в состояние, при котором все каналы настраиваются на работу в режиме 0 для ввода информации. Формат управляющего слова определения режима работы показан в таблице 3.51.

Параллельный интерфейс КР580ВВ55А предназначен для ввода/вывода параллельной информации различного формата. БИС программируемого параллельного интерфейса (ППИ) может использоваться для сопряжения микропроцессора со стандартным периферийным оборудованием.

В состав БИС входят: двунаправленный 8-разрядный буфер данных (BD), связывающий ППИ с системной шиной данных; блок управления записью/чтением (RWCU), обеспечивающий управление внешними/внутренними передачами данных, управляющих слов и информации о состоянии ППИ; три 8-разрядных канала ввода/вывода (PA, PB, PC) для обмена информацией с внешними устройствами. Режим работы каждого из каналов определяется содержимым регистра управляющего слова (РУС).

Таблица 3.51 Формат управляющего слова, определяющего режим работы:

Разряд УСЗначение разряда УСЗадаваемый режим работы
D71-
D6D500Классификация отказов, параметры надежности


Разработка конструкции цифрового синтезатора частотно–модулированных сигналов


Разработка конструкции, топологии и технологического процесса изготовления интегральной микросхемы усиления тока индикации кассового аппарата


Разработка лабораторной установки по исследованию каналов утечки речевой информации


Разработка локальной вычислительной сети (ЛВС) коммерческой организации


Актуально: