Исследование модели четырёхразрядной микро эвм с ручным устройством управления

Цель работы: исследование модели микропроцессора с ручным устройством управления, с встроенным ОЗУ и мультиплексированием общей шины.

Работа выполняется на «Стенде универсальном ОАВТ» (ИГ2.390. 005-01) с использованием технологической карты VI-2 и платы №6.

Принцип работы функциональных устройств микро ЭВМ.

Функциональная схема исследуемой микро ЭВМ с ручным устройством управления приведена на рис.№1.

• В состав схемы входят:

1. Блок ввода данных (операндов К и В; кода S операций, выполняемых АЛУ; адресов А ячейки памяти ОЗУ; данных, записываемых в ОЗУ). Для ввода данных (любого четырехразрядного числа) нажимают необходимое число раз на кнопку SB1. Набранное число с выходов К155ИЕ7 (D10) через мультиплексор К555КП11 (D2) может поступать в общую шину, которая подключена к информационным входам всех оперативных регистров, а также к блоку индикации HG1. Для контроля по HG1 за набираемым числом необходимо мультииплексор (D2) переключить для приема чисел с входов "Х". Это осуществляется на адресный вход А микросхемы D2 логического сигнала "О" (кнопка SB2 не нажата).

2. Арифметическо-логическое устройство (АЛУ, в качестве которого используется типовое АЛУ на ИМС К155ИПЗ (D9). Значения операндов "К" и "В", а также кодов выполняемых операций. "S" подаются от соответствующих регистров К155ТМ5 (D5, D6, D7); управляющий сигнал М (логические или арифметическо-логические операции) - от тумблера SA4; сигнал переноса "Р0" (учет переноса от предыдущей)- от тумблера SA5. На индикацию (индикатор HL8) выводится сигнал переноса "Р" в старший разряд (переполнение разрядной сетки). Результат операции, выполненной АЛУ, записывается в регистр-аккумулятор D10, совмещенный со счетчиком блока ввода данных. Для перевода D10 в режим регистра-аккумулятора на вход V микросхемы D10 подают логический "0". Этому режиму соответствует свечение индикатора HL7.

3. Блок оперативных регистров RG-S, RG-K, RG-B, RG-A (D7,D5,D6,D7,D8), в которые может быть записана необходимая информация с обшей шины. Для записи этой информации на вход, на вход этого "С" соответствующего регистра подается управляющий сигнал с уровнем логической "1". Контроль этих сигналов осуществляется по индикаторам HL4,HL2,HL3,HL5.

4. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), выполненное на ИМС К155РУ2 (D4) и четырех инверторах D11.1-D11.4 (на схеме не показаны, предназначены для инвертирования сигналов с выходов ИМС К155РУ2 ).ОЗУ емкостью 16 четырехразрядных слов. Выбор необходимого слова -адресный с помощью сигналов А4-А1. Информация по выбранному адресу записывается с общей шины (входы D4-D1) по сигналу записи W=1 (HL8 не светится) ОЗУ находится в режиме считывания информации. Так как ИМС ОЗУ имеет только инверсные выходы, то для работы с информацией в прямом коде дополнительные инверторы D11.1-D11.4. Для передачи информации с выхода ОЗУ на общую шину необходимо на адресный выход "А" мультиплексора общей шины (ИМС D2) нажатием кнопки SB2 подать сигнал с логическим уровнем "1". Этому режиму соответствует светящийся индикатор HL1.

5. Дешифратор кода команд на ИМС К155ИД4 (D1) и К155ЛН1 (D3-нa схеме не показана, предназначена для инвертирования сигналов с выходов ИМС Dl). B зaвисимости от набранного переключателями SA1-SA3 кода, при нажатии кнопки SB3 на одном из семи используемых выходов дешифратора D1 появится сигнал с уровнем логического "0". Сигналы с выходов "С" регистров D5-D8 и вход "R" счетчика D10 (высоким уровнем). Наличие этих сигналов контролируется по свечению индикаторов HL2-HL6 и определяет режим записи информации с общей шины в соответствующий регистр (сигналы "О" - "3") или режим сброса (установки выходов в "0") счетчика ввода информации (сигнал "4"). Сигналы с "5" и "6" выходов дешифратора D1 поступают на управляемые устройства без дополнительной инверсии. Однако для индикации этих режимов на индикаторы HL7 и HL8 они проходят через инверторы D3.6 и D11.6 (на схеме не показаны).

Коды всех команд и соответствующая им индикация приведены в табл.№l.

№		Команда		Код команды						Такт SB3		Управляемое устройство и его вход		Светящийся светодиод
				SA3		SA2		SA1
1	Запись информации с общей шины в регистр операнда “K” АЛУ		0		0		0		0		D5 вход ”C”		HL2
2	Запись информации с общей шины в регистр операнда “B” АЛУ		0		0		1		0		D6 вход “C”		HL3
3	Запись информации с общей шины в регистр кода операции “S” АЛУ		0		1		0		0		D7 вход “C”		HL4
4	Запись информации с общей шины в регистр операнда “A” АЛУ		0		1		1		0		D8 вход “C”		HL5
5	Установка в ноль (сброс) счётчика блока ввода информации		1		0		0		0		D10 вход “R”		HL6
6	Установка режима “параллельная запись в регистр - аккумулятор” (счётчик блока ввода информации)		1		0		1		0		D10 вход “V”		HL7
7	Установка режима “Запись” в ОЗУ										D4 вход “W”		HL8
8	Запрет на передачу команд		X		X		X		1		–		Инд. не светится

Примечание: Х- любое значение (“0” или “1”)

Такт “0”–кнопка SB3 нажата

“1” кнопка SB3 отжата