Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Методические указания к выполнению практической работы
|
|
Цель работы:
изучение микроконтроллера AVR, его системы команд и элементов цифровой элеткроники на примере разработки схемы алгоритма вычисления логической функции
Задачи:
- разработать последовательность микроконтроллерных операций для реализации логической функции;
- разработать схему алгоритма для разработки по ней программы;
- разработать электрическую принципиальную схему на элементах логики, реализующую заданную логическую функцию;
- составить таблицу истинности для разработанной схемы.
Ход работы.
Рассмотрим порядок выполнения работы на примере выполнения следующего задания.
Пример
Разработать последовательность микроконтроллерных операций для реализации заданной логической функции, разработать схему алгоритма для разработки по ней программы, по заданному уравнению разработать электрическую принципиальную схему на элементах логики, составить таблицу истинности для разработанной схемы
Исходные данные:
Исходное уравнение
| Y 1=(Y 2or Y 7) andY 4 где Y 2= X 0 orX 1, Y 7= X 2 or (notX 3), Y 4= X 4 orX 0 |
где Y0.. Y 7 состояния выходных светодиодов,
X 0.. X 7 состояния входных тумблеров.
Решение
Для разработки последовательности действий необходимо начертить таблицу подобную приведенной ниже (Таблица 1).
Слева привести колонку функции, справа ее обозначения с указанием источника и приемника операндов и результата.
Для понимания операций микроконтроллера, связанных с чтением слов данных из порта, помещением в регистры общего назначения, последующей обработкой, а также с синтаксисом команд рекомендуется пользоваться методическими указаниями [1].
Таблица 1 Последовательность логических операций
| Y 2= X 0 orX 1 | |||||||||
| Функция | Биты | Обозначение функции (приемник / источник данных) | |||||||
| Из порта | X7 | X6 | X5 | X4 | X3 | X2 | X1 | X0 | R16ß (pinc) |
| Копия | X7 | X6 | X5 | X4 | X3 | X2 | X1 | X0 | R17ß R16 |
| Сдвиг r17 влево | X6 | X5 | X4 | X3 | X2 | X1 | X0 | R17ß lsl(R17) | |
| Y2 | R17ß (R17)or(R16) | ||||||||
| Y 7= X 2 or (notX 3) | |||||||||
| Копия | X7 | X6 | X5 | X4 | X3 | X2 | X1 | X0 | R18ß R16 |
| Сдвиг r18 вправо | X7 | X6 | X5 | X4 | X3 | X2 | X1 | R18ß lsr(R18) | |
| Инверсия | notX7 | notX6 | notX5 | notX4 | notX3 | notX2 | notX1 | R18ß not(R18) | |
| Y7 | R18ß (R18)or(R16) | ||||||||
| Y 4= X 4 orX 0 | |||||||||
| Копия | X7 | X6 | X5 | X4 | X3 | X2 | X1 | X0 | R19ß R16 |
| Сдвиг r19 влево | X6 | X5 | X4 | X3 | X2 | X1 | X0 | R19ß lsl(R19) | |
| Сдвиг r19 влево | X5 | X4 | X3 | X2 | X1 | X0 | R19ß lsl(R19) | ||
| Сдвиг r19 влево | X4 | X3 | X2 | X1 | X0 | R19ß lsl(R19) | |||
| Сдвиг r19 влево | X3 | X2 | X1 | X0 | R19ß lsl(R19) | ||||
| Y4 | R19ß (R19)or(R16) | ||||||||
| Y 2or Y 7 | |||||||||
| Сдвиг влевоr17 | Y2 | R17ß lsl(R17) | |||||||
| Y2or Y7 | А | R17ß (R17)or(R18) | |||||||
| Y 1=(Y 2 orY 7) andY 4 | |||||||||
| Сдвиг r17 вправо | А | R17ß lsr(R17) | |||||||
| Сдвиг r19 вправо | Y4 | R17ß lsr(R17) | |||||||
| Сдвиг r19 вправо | Y4 | R17ß lsr(R17) | |||||||
| Сдвиг r19 вправо | Y4 | R17ß lsr(R17) | |||||||
| Y1 | R19ß (R19)and(R17) | ||||||||
| индикацию | Y1 | Pinc ß (R19) |
Первоначально данные считываются из порта C микроконтроллера и помещаются в регистр R 17. Далее последовательность операций сводится к тому, что каждое логическое действие в уравнении выполняется последовательно. Результаты каждого действия помещаются в другие регистры в соответствующие биты, чтобы потом участвовать в общем уравнении. Обратите внимание, чтобы конечный результат находился именно в том бите, который задан по заданию (результат логического уравнения). В нашем случае, согласно примера, это бит Y 1.
По результатам оформления таблицы в столбце «Функции» или «Обозначение функции» можно видеть порядок операций, которые необходимы для формирования алгоритма.
Тогда схема алгоритма является по сути лишь копией пунктов столбца «Обозначений функции», рисунок 1.
|
| Рисунок 1 Схема алгоритма |
Для разработки схемы необходимо вновь вернуться к исходной логической функции
| Y 1=(Y 2 orY 7) andY 4 где Y 2= X 0 orX 1, Y 7= X 2 or (notX 3), Y 4= X 4 orX 0 |
Из уравнения требуется выписать все аргументы (иксы) и нарисовать их в левой части листа, рисунок 2а.
Нарисовать все логические элементы, логическими операциями которых объединяются аргументы (иксы), и подать на их входы сигналы аргументов, чтобы получились промежуточные переменные Y 2, Y 7, Y 4 рисунок 2, б.
При необходимости, как в случае с Y 7, когда требуется две операции, нарисовать еще один элемент, рисунок 2, в.
Последним этапом является объединение выходов нарисованных частей схемы на элементах логики для вывода Y 1, рисунок 3.
| 
|
|
| а) | б) | в) |
| Рисунок 2 Порядок рисования схемы электрической принципиальной |
|
| Рисунок 3 Схема электрическая принципиальная |
Для составления таблицы истинности по данной схеме требуется подавать на входы схемы последовательно все кодовые комбинации, оценивать состояние выхода при каждой из них и записывать значения в таблицу. Например, таблица 1.
Таблица 1 Таблица истинности для схемы на рисунке 3
| X0 | X1 | X2 | X3 | X4 | Y2 |