Методические указания к выполнению курсовых работ по курсу «Схемотехника эвм»




НазваниеМетодические указания к выполнению курсовых работ по курсу «Схемотехника эвм»
страница1/7
Дата конвертации26.10.2012
Размер1.1 Mb.
ТипМетодические указания
  1   2   3   4   5   6   7


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Национальный исследовательский

Томский политехнический университет


«УТВЕРЖДАЮ»

Зам. директора ИК по УР

________ С.А. Гайворонский

«____»_____________2012 г.


СХЕМОТЕХНИКА ЭВМ


Методические указания к выполнению курсовых работ

по курсу «Схемотехника ЭВМ»

для студентов, обучающихся по направлению

230100 «Информатика и вычислительная техника»


УДК 004.4(076.5)

ББК 32.973.202-018.2я73

М216


Схемотехника ЭВМ: методические указания к выполнению курсовых работ по курсу «Схемотехника ЭВМ» для студентов, обучающихся направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника» – 116 с.


Автор: Мальчуков А.Н.

Составители: Еремин В.В., Аникина П.В.


Рецензент: к.т.н., доцент кафедры ВТ Осокин А.Н.


Методические указания рекомендованы к использованию в учебном процессе методическим семинаром кафедры вычислительной техники 2012 г.


Зав. кафедрой ВТ, д.т.н., профессор Марков Н.Г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ 4

ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ИНДИКАТОР УЧЕБНОГО СТЕНДА
SDK-6.1 4


СОЗДАНИЕ ПОЕКТА В СРЕДЕ QUARTUS II 11

ЯЗЫКИ ОПИСАНИЯ АППАРЫТУРЫ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ 13

VHDL 13

VERILOG 33

AHDL 49

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ПОРТ УЧЕБНОГО СТЕНДА SDK-6.1 73

ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫЕ ПОЛИНОМИАЛЬНЫЕ КОДЫ 99

МАТРИЧНЫЙ АЛГОРИТМ 104

ТАБЛИЧНЫЙ СПОСОБ ДЕКОДИРОВАНИЯ ППК 106

КОДЕК ППК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТРИЧНОГО ДЕЛЕНИЯ 106

КОДЕР 106

ДЕКОДЕР 107

КОДЕК 108

МАТРИЧНАЯ КЛАВИАТУРА ДЛЯ SDK-6.1 108

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 114

ДОКУМЕНТЫ ОТЧЕТНОСТИ 116


ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Разработать устройство на учебном стенде SDK-6.1 с применением блочно-ориентированного подхода и языка описания аппаратуры в соответствии с вариантом задания.

ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ИНДИКАТОР УЧЕБНОГО СТЕНДА
SDK-6.1


В настоящее время алфавитно-цифровые индицирующие ЖК – модули получили широкое распространение. Их можно встретить в самых разнообразных устройствах: измерительных приборах, медицинском оборудовании, промышленном и технологическом оборудовании, офисной технике – принтерах, телефонах, факсимильных и копировальных аппаратах. ЖК-индикаторы представляют собой недорогое и удобное решение, позволяющее сэкономить время и ресурсы при разработке новых устройств, при этом обеспечивают отображение большого объема информации при хорошей различимости и низком энергопотреблении. ЖКИ базируются на контроллере HD44780 фирмы Hitachi, который фактически является промышленным стандартом. Аналоги этого контроллера, совместимые с ним по интерфейсу и командному языку, выпускают множество фирм таких как: Epson, Toshiba, Sanyo, Samsung, Philips.

SDK-6.1 оснащен жидкокристаллическим индикатором Powertip PC 1602-C на контроллере HD44780, который стал промышленным стандартом де-факто на рынке цифробуквенных дисплеев. Контроллер HD44780 потенциально может управлять 2-мя строками по 40 символов в каждой, при матрице символов 5х7 точек.

На рис.1 представлена упрощенная структурно-функциональная схема контроллера HD44780.



Рис. 1. Структурно-функциональная схема контроллера HD44780

Из структурно-функциональной схемы можно выделить основные элементы, с которыми приходиться взаимодействовать при управлении дисплеем:

- регистр данных (DR),

- регистр команд (IR),

- видеопамять (DDRAM),

- ОЗУ знакогенератора (CGRAM),

- счетчик адреса (АС),

- флаг занятости контроллера (BF).

Другие элементы не являются объектом прямого взаимодействия – они участвуют в процессе регенерации изображения на ЖКИ: знакогенератор, формирователь курсора, сдвиговые регистры и драйверы.

Управление контроллером ведется посредством интерфейса управлящей системы. Основными объектами взаимодействия являются регистры DR и IR. Выбор адресуемого регистра производиться линией RS, если RS=0 – адресуется регистр команд (IR), если RS=1 – регистр данных. Данные через регистр DR, могут помещаться (или прочитываться) в видеопамять DDRAM, или в ОЗУ знакогенератора CGRAM, по текущему адресу, указываемому счетчиком адреса (АС). Информация, попадающая в регистр IR, интерпретируется устройством выполнения команд как управляющая последовательность. При чтении регистра IR в семи младших разрядах возвращается текущее значение счетчика АС, а в старшем разряде флаг занятости (BF).

Если флаг занятости BF равен 1, это значит, что контроллер занят выполнением внутренних операций, и следующая команда не может быть принята. Необходимо помнить, что большинство операций, выполняемых контроллером, занимают значительное время, около 40 мкс, а время выполнения некоторых доходит до единиц миллисекунд, поэтому следующая команда может быть передана только при значении флага равном 0.

Видеопамять, имеющая общий объем 80 байтов, предназначена для хранения кодов символов, отображаемых на ЖКИ. Видеопамять организована в две строки по 40 символов в каждой. Это привязка является жесткой и не подлежит изменению. Другими словами, независимо от того, сколько, сколько реальных строк будет иметь каждый конкретный ЖКИ, например 80х1 или 20х4, адресация видеопамяти всегда производится как к двум строкам по 40 символов. На рисунке 2 показано соответствие между адресами DDRAM и позициями ЖКИ Powertip PC 1602-C, входящего в состав лабораторного комплекса SDK6.1.



Рис. 2. Соответствие между адресами и позициями ЖКИ

Перед началом работы с дисплеем, необходимо провести его инициализацию (предварительную настройку). Предварительная настройка, подразумевает отправку определенного набора команд с определенными временными интервалами. Схема алгоритма инициализации дисплея представлена на рисунке 3.



Рис. 3. Схема алгоритма инициализации дисплея с 4-битным интерфейсом

ПЗУ знакогенератора генерирует символы размером 5х7 или 5х10 точек на основе 8-битных кодов символов (таблица 1). Для вывода определенного символа на дисплей необходимо записать его 8-битный код в DDRAM.

Таблица 1.

Образы символов в ПЗУ знакогенератора



У контроллера HD44780 существует набор внутренних флагов, определяющих режим работы различных элементов контроллера (таблица 2).

Переопределение значений флагов производиться специальными командами, записываемыми в регистр IR. В таблице 3 приведены команды управления ЖКИ

Таблица 2.

Значение флагов контроллера

ФЛАГ

ПОЯСНЕНИЕ

ЗНАЧЕНИЕ ПОСЛЕ ПОДАЧИ ПИТАНИЯ

I/D

Режим смещения счетчика АС, 0 – уменьшение, 1- увеличение

1

S

Флаг режима сдвига содержимого экрана. 0 - сдвиг экрана не производится, 1 - после записи

в DDRAM очередного кода экран сдвигается в направлении, определяемым флагом I/D: 0 -

вправо, 1 - влево. При сдвиге не производится изменение содержимого DDRAM. изменяются

только внутренние указатели расположения видимого начала строки в DDRAM.

0

S/C

S/C: флаг-команда, производящая вместе с флагом R/L операцию сдвига содержимого

экрана (так же, как и в предыдущем случае, без изменений в DDRAM) или курсора.

Определяет объект смещения: 0 - сдвигается курсор, 1 - сдвигается экран.




R/L

Флаг- команда, производящая вместе с флагом S/C операцию сдвига экрана или курсора.

Уточняет направление сдвига: 0 - влево, 1 - вправо.




D/L

Флаг, определяющий ширину шины данных: 0-4 разряда, 1-8 разрядов.

1

N

Режим развертки изображения на ЖКИ: 0 - одна строка, 1 - две строки

0

F

Размер матрицы символов: 0-5х8 точек, 1-5х10 точек

0

D

Наличие изображения: 0 - выключено, 1 – включено

0

С

Курсор в виде подчерка: 0 - выключен, 1 - включен

0

B

Курсор в виде мерцающего знакоместа: 0 - выключен, 1 - включен.

0


Таблица 3

Система команд HD44780

КОМАНДА

КОД ОПЕРАЦИИ

ОПИСАНИЕ

ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ

(Fosc=270кГц)

RS

R/W

DB7

DB6

DB5

DB4

DB3

DB2

DB1

DB0

Очистка экрана

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

Очистка экрана, АС=0 адресация АС на DDRAM

1.53мс

Возврат в начало строки

0

0

0

0

0

0

0

0

1

x

Возврат курсора в начало строки, АС=0, адресация АС на DDRAM. Содержимое DDRAM не меняется.

1.53мс

Начальные установки

0

0

0

0

0

0

0

1

I/D

S

Задание направления перемещения курсора, и разрешение сдвига всех символов сразу

39мкс

Дисплей ON/OFF

0

00

0

0

0

0

1

D

C

B

Устю./сброс битов (D, C,B) отвечающих за режим дисплея

39 мкс

Передвижение курсора по экрану

0

0

0

0

0

1

S/C

R/L

x

x

Уст. Режима смещения курсора/экрана вправо/влево

39 мкс

Функциональные установки

0

0

0

0

1

D/L

N

F

x

x

Установка длины (D/L), количества строк на экране (N) и размера символов (F)

39 мкс

Установка адреса CGRAM

0

0

0

1

AC5

AC4

AC3

AC2

AC1

AC0

Установка адреса CGRAM в счетчик адреса

39 мкс

Установка адреса DDRAM

0

0

1

AC6

AC5

AC4

AC3

AC2

AC1

AC0

Установка адреса DDRAM в счетчик адреса

39 мкс

Чтение флага занятости и адреса

0

1

BF

AC6

AC5

AC4

AC3

AC2

AC1

AC0

Чтение флага занятости (BF) и значение счетчика адреса (AC)

0мкс.

Запись данных в память

1

0

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

Запись данных во внутреннюю память (DDRAM/CGRAM)

43 мкс

Чтение данных из памяти

1

1

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

Чтение данных из внутренней памяти (DDRAM/CGRAM)

43 мкс

X – не имеет значения



Дисплей подключен по 4-битной шине к основной ПЛИС. Для управления используются только 7 выводов, указанных в таблице 4.


Таблица 4.

Назначение выводов ПЛИС

Номер вывода ПЛИС

Обозначение на схеме

Назначение

124

DB4

Шина данных/адреса

125

DB5

128

DB6

129

DB7

130

R/W

Определяет в каком направлении у нас движутся данные. Если 1 - то на чтение из дисплея, если 0 то на запись в дисплей.

131

E

Стробирующий вход, определяющий в какой момент нужно забирать/отдавать данные с/на шину данных.

132

RS

Определяет что у нас передается, команда (RS=0) или данные (RS=1). Данные будут записаны в память по текущему адресу, а команда исполнена контроллером.

Команды управления контроллером дисплея представлены в таблице 3. Значения флагов можно найти в таблице 4.

  1   2   3   4   5   6   7

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Методические указания к выполнению курсовых работ по курсу «Схемотехника эвм» iconМетодические указания по выполнению курсовых работ
Методические указания по выполнению курсовых работ рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Экономика на предприятиях туризма...

Методические указания к выполнению курсовых работ по курсу «Схемотехника эвм» iconМетодические указания по выполнению курсовых работ
Методические указания по выполнению курсовых работ рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Маркетинг на предприятиях туризма...

Методические указания к выполнению курсовых работ по курсу «Схемотехника эвм» iconМетодические указания по выполнению курсовых работ
Методические указания по выполнению курсовых работ рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Экономика на предприятиях туризма...

Методические указания к выполнению курсовых работ по курсу «Схемотехника эвм» iconМетодические указания по выполнению курсовых работ
Методические указания по выполнению курсовых работ рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Экономика на предприятиях туризма...

Методические указания к выполнению курсовых работ по курсу «Схемотехника эвм» iconМетодические указания по выполнению курсовых работ
Абдуллина И. А., Глобов К. С. Методические указания по выполнению курсовых работ. – Казань: Познание 2009–26 с

Методические указания к выполнению курсовых работ по курсу «Схемотехника эвм» iconМетодические указания по выполнению курсовых работ
Методические указания по выполнению курсовых работ рассмотрены и утверждены на заседании кафедры психологии

Методические указания к выполнению курсовых работ по курсу «Схемотехника эвм» iconМетодические указания по выполнению курсовых работ
Методические указания по выполнению курсовых работ рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Менеджмент»

Методические указания к выполнению курсовых работ по курсу «Схемотехника эвм» iconМетодические указания по выполнению курсовых работ
Методические указания по выполнению курсовых работ рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Менеджмент»

Методические указания к выполнению курсовых работ по курсу «Схемотехника эвм» iconМетодические указания по выполнению курсовых работ 1,75
Организация производства и менеджмент в машиностроении: методические указания по выполнению курсовых работ

Методические указания к выполнению курсовых работ по курсу «Схемотехника эвм» iconМетодические указания по выполнению курсовых работ Красноярск 2004 ^ I. Цель и задачи курсовой работы
Криминалистика. Методика расследования отдельных видов преступлений: Методические указания по выполнению курсовых работ / Сост. И....


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница