Реферати українською » Радиоэлектроника » 16-розрядний генератор псевдовипадкових чисел


Реферат 16-розрядний генератор псевдовипадкових чисел

Зміст

Запровадження

1. Більшість

1.1Схемотехническая частина

  1. Перелік елементів

  2. Опис роботи використовуваних елементів

  3. Опис роботи схеми

  • Програмна частина

    1. Алгоритм

    2. >Листинг програми

  • 2. Швидкодія

    3. Собівартість

    4. Надійність

    Укладання

    Список використовуваної літератури

    Додаток

    Графічна частина однією аркуші формату А3.

    3

    4

    4

    4

    4

    6

    8

    8

    10

    11

    12

    13

    14

    15



    Запровадження

    З свого створення комп'ютери дедалі більше і більше пробираються у життя. Вони знаходять своє застосування, як у побуті, і з виробництва. У автоматизованих цехах і заводах широко застосовується устаткування з допомогою мікропроцесорів імикроЭВМ. Їх використання у складі промислового устаткування забезпечує його вартості проти системами на елементах малої і середній ступеня інтеграції.

    У своїй курсової роботі спробував показати, як і реалізувати на елементах простий логіки досить складну функцію – генерацію випадкового числа. Своє завдання я побудував як у апаратної, і на програмної основі. Програмна частина реалізована для центрального процесорного елементаКР580ИК80А що є функціонально закінченимоднокристальним паралельним 8-місячного розрядним мікропроцесором з фіксованою системою команд.

    Курсова робота включає у собі розрахунок собівартості, надійності і швидкодії спроектованого продукту.

    1. Більшість

    1.1Схемотехническая частина

    Перелік елементів

    Таблиця 1

    >DD1,DD2,DD3,DD4 >К555ИР16
    >DD5,DD13 >К555ЛП5
    >DD6,DD7,DD8,DD9 >К555ЛЛ1
    >DD10,DD11,DD12 >К555ЛА7
    >DD14,DD15,DD16 >К555ЛН1
    >R1,R2 4кОм
    >R3 700Ом
    >VD1,VD2,VD3,VD4,VD5,VD6,VD7,VD8,VD9,VD10,VD11,VD12,VD13,VD14,VD15,VD16 >АЛ307Г

    1.1.2 Опис роботи використовуваних елементів

    >К555ИР16

    >МикросхемаК555ИР16 — чотирьох розрядний регістр зсуву вліво зпоследовательно-параллельним введенням і паралельним висновком інформації. Запис і зрушення інформації дозволені по зрізу імпульсу на шині синхронізації З. При рівні сигналу на вході З, регістр зберігає попереднє стан.

    Регістр має вхід послідовного введення інформації D, чотири інформаційних входуD0-D3, вхід вибору режиму V і вхід дозволу зчитування.

    При низький рівень сигналу на вході вибору режиму V регістр підготовлений для виконання операції послідовного зсуву, на вході D за наявності сигналу на вході синхронізації З. При рівні сигналу на вході D дозволена запис початкового коду входівпоразрядной інформації. Для операції наступного зсуву сигналу стану початкового коду необхідно на що входить інформацію послідовного входу D подати низький рівень сигналу.Считивание інформації дозволено високого рівня на вході дозволу W. При низький рівень на вході W виходи регіструQ перебувають у вимкненому стані. Регістр може здійснювати операцію зсуву вправо при зовнішньому об'єднанні виходів зі входамипоразрядной інформації від "старшого розряду до молодшого. Стан регістру описує табл. 2.

    Струм споживання мікросхемиК555ИР16 29мА, максимальна частота 30 МГц. Вихідний струм короткого заступникикания буферного каскаду становить 30 . . . 100мА.

    Таблиця 2

    >Входи

    Виходи

    W

    V

    З

    D

    >D0

    >D1

    >D2

    >D3

    >Q1

    >Q2

    >Q2

    >Q3

    H H H X X X X X >q0 >q1 >q2 >q3
    H H X >d0 >d1 >d2 >d3 >d0 >d1 >d2 >d3
    H H X >q’1 >q’2 >q’3 >d3 >q’1 >q’2 >q’3 >d3
    H L H X X X X X >q0 >q1 >q2 >q3
    H L H X X X X H >q0 >q1 >q2
    H L L X X X X L >q0 >q1 >q2
    L X X X X X X X Z Z Z Z

    >К555ЛП5 Таблиця 3

    Чотиридвухвходових логічних елементаИсключающее АБО. Стан виходів мікросхеми що за різних водних сигнали приведено в табл. 3. Ця таблиця станів

    >Входи

    Вихід
    H L L
    L L H
    H H М

    описує стан одного елемента із мікросхеми.МикросхемаК555ЛП5 споживає струм 10мА.

    >К555ЛЛ1

    Чотири логічних елемента2ИЛИ.Микросхема має дві вхід за кожен елемент, на виходу виробляється сигнал логічного АБО.

    К555ЛА7

    Два логічних елемента4И — НЕ з відкритоюколлекторним входом та механізмів підвищеноїнагрузочной здатністю.

    >К555ЛН1

    Шість логічних елементів НЕ.

    Опис роботи схеми

    За завданням необхідно побудувати схему удосконаленого16-разрядного генераторапсевдослучайних чисел, у якому число 0 включено в послідовність випадкових чисел. Для цього було обрані чотирисдвигових регістру вліво, виходи якого видають число на вихідну шину. ( На початку роботи у регістри заноситься число4146h. Можливо як і занесення іншого числа. І тому необхідно залучити до входам паралельного введення інформації регістрів: “землю”, якщо потрібно записати нуль в відповідний розряд і п'ятий вихід вхідний шини, якщо потрібно записати одиницю.)

    Потім, на входи послідовного введення інформації кожного регістру, надходить рівеньзаписиваемого сигналу, який по функції

    D =Q3 >Q4, (1)

    деQ3 іQ4 це виходи сусідніх регістрів.

    Через війну, по зрізу імпульсу З (по натискання кнопки SB1) в регістр записується рівень сигналу зі зсувом вліво.

    Зв'язок регістрів між собою: рівень для регіструDD1 формується з виходів регіструDD4, дляDD2 – з виходів регіструDD1, дляDD3 – з виходів регіструDD2, аDD4 – з виходів регіструDD3,

    У процесі роботи устрою відбувається перевірка видачу регістрами чисел0000h чиFFFFh, причому у разі числаFFFFh в регістри заноситься число0000h, а у разі0000h в регістри заноситься число414Bh (>т..е. число відповідне включенню схеми).

    Щоб реалізувати індикацію числа було обрано світлодіоди, куди чинюинвертированние сигнали від регістрів.Светодиоди підключені у напрямі, через опірR3. Щойно у розрядах регістрів з'являється рівні сигналу, відповідні їм світлодіоди загоряються зеленим світлом.


    1.2 Програмна частина

    1.2.1 Алгоритм


    >Заносим в лічильник 1 кількість повторень

    >Заносим в лічильник 2 кількість повторень


    >Заносим вміст регістру L ваккумулят.

    Виконуємо дії над акумулятором

    Зменшення лічильника 2

    Розвантаження вмісту акумулятора в L

    Ні

    Зменшення лічильника 1

    Обмін даними між регістрами H і L

    Так

    1.2Листинг програми

    Адреса

    Код

    Мітка

    >Мнемокод

    Коментар

    1000 >0E 02 >FRANDOM: >MVIC,2 ;>Занесение вересня регістр З ;(встановили перший лічильник).
    1002 >7D >MALKOT1: >MOVA,L ;>Заносим вміст регістру L в ;акумулятор.
    1003 >E6 07
    >ANI 7 ;Усі біти крім трьох молодших ;встановлюємо в 0.
    1005 >3C
    >INR A
    1006 71
    >MOVB,A ;>Заносим вміст акумулятора ;в регістрB(установилисчетчик2).
    1007 >7D
    >MOVA,L ;>Заносим вміст регістру L в ;акумулятор.




    ;Виконуємо дії над ;акумулятором, такі як:
    1008 >C6 41 >MALKOT2: >ADI41H ;>Сложения байта зі змістом ;акумулятора.
    >100A 07
    >RLC ;>Циклический зрушення вмісту ;акумулятора вліво.
    >100B >0B
    >DCR B ;>Уменьшаем перший лічильникрег.В
    >100C >C2 08 10
    >JNZMALKOT2 ;Якщо вміст лічильника не 0, ;перехід по мітціMALKOT.
    >100F >6F
    >MOVL,A ;Інакше, заносимо вміст ;акумулятора в регістр L.
    1010 >0D
    >DCR З ;>Уменьшаем другий лічильникрег.С
    1011 >CA1A 10
    >JZEND ;Якщо лічильник нульовий то перехід ;наприкінці програми, по мітціEND
    1014 44
    >MOVB,H ;Змінюємо місцями вміст
    1015 65
    >MOVH,L ;регістрів М і L з допомогою
    1016 68
    >MOVL,B ;проміжного регістру У
    1017 >C3 0210
    >JMPMALKOT1 ;Якщо вміст регістру не 0, ;перехід по мітціFRANDOM
    >101A >C9 >END: >RET ;Інакше вихід із підпрограми

    2 Швидкодія

    Оцінимо тимчасові видатки виконання програмного модуля генерації випадкового числа на БІСКР580ИК80. Позаяк у програмі блок «дії над акумулятором» працює у циклі числопроходок якої може бути випадкове число раз від 8 до 1, те й програма виконується відповідно за:

    • мінімум тактів -188,

    • максимальне - 552 такту.

    Максимальна тактова частота процесораКР580ИК80 становить 2.5 МГц

    T = 1 / (2)

    тобто. один такт виконується за 0.4мкС., отже блок буде виконуватися за:

    • мінімальне час виконання програми - 75.2мкС

    • максимальне час виконання програми - 220.8мкС

    3 Собівартість

    Собівартість схеми генераторапсевдослучайних чисел розраховується з урахуванням зарплати всіх працівників, які брали участь у створенні даного пристрої і матеріальних витрат за виготовлення самої схеми.

    Дані зарплаті наведені у табл. 4. Вартість матеріалів приведено втабл.5.

    Таблиця 4

    Посада Оплата протягом години >Кол-во годин Разом
    >Инженер-схемотехник 5 р. 40 200 р.
    Електронник 3 р. 8 24 р.
    >Монтажник 8 р. 4 32

    Таблиця 5.

    >Микросхема
    Кількість, прим. Витрати на 1 прим., р. Загальні витрати, р.
    >К555ИР16 4 7 28
    >К155ЛП5 2 2.4 4.8
    >К155ЛЛ1 4 3.5 14
    >К555ЛА7 3 3 9
    >К555ЛН1 3 3.2 9.6
    >АЛ307Г 16 1.5 24

    Отже знаходимо з допомогою таблиці перебуває загальна вартість P.S шляхом підсумовування всіх витрат.

    P.S = 28+4.8+14+9+9.6+24+200+24+32 = 345.40

    Собівартість програми генерації випадкового числа як і розраховується з урахуванням зарплати програміста, який брав участь у створенні цього продукту.

    Таблиця 6

    Посада Оплата протягом години >Кол-во годин Разом
    >Инженер-программист >10р. 16 160 р.

    4 Надійність

    Схема містить:

    42 логічних елемента;

    4 запам'ятовувальних устрою

    1 кнопку

    235 пайок

    Величина інтенсивності відмови для логічних елементів становить 10-9 годину-1, для запам'ятовувальних пристроїв – 10-7 годину-1, для пайки 10-9 годину-1, для вимикачів і кнопок 10-7 годину-1.

    і*n, (3)

    де

    і – інтенсивність відмови дляi-го елемента, а n – кількість елементів.

    

    Можливість безвідмовної роботи:

    >P(t)=e->t (4)

    103 104 105 106 t

    >Рис. 1

    >P

    1


    0.75


    0.5


    0.25


    0

    5 Укладання

    У цьому курсової роботі розроблена електрична схема16-разрядного генераторапсевдослучайних чисел, у якому число нуль включено в послідовність випадкових чисел. Схему розроблено на чотирьох4-разряднихсдвигових регістрах і логічних елементах які забезпечують вироблення інформаційних і більше управляючих сигналів тих регістрів. Для візуального відображення випадкового вереснядвоичной формі використовуються 16 світлодіодів.

    Крім схеми у роботі присутній програмний модуль, який би генерацію16-разряднихпсевдослучайних чисел та його розміщення за адресою, що зберігається у парному регістріH-L, для МП БІСКР580ИК80.

    Також у роботі розраховані тимчасові видатки виконання дій у програмі, собівартість зробленого, а як і надійність схеми, котре виражається у графіці ймовірності безвідмовної роботи схеми. За графіком видно що надійність схеми, через свою простоти, вийшла досить високою.

    Тимчасові видатки виконання дій у програмі через своє алгоритму коливаються від 75.2 до 220.8мкС.

    Собівартість розрахована окремо для програмної ісхемотехнической частини:

    • собівартістьсхемотехнической частини = 345.40 крб.

    • собівартість програмній частині = 160.00 крб.

    Список використовуваної літератури

    1.Преснухин Л. Н. «>Микропроцессори» , Москва: “Вищу школу” 1996 –351с.

    2. УсатенкоС.Т. «Виконання електричних схем поЕСКД» , Москва: “Видавництво стандартів”, 1989 –>325с.

    3.ХвощС.Т. «>Микропроцессори ЕОМ імикроЭВМ», Ленінград: “Машинобудування” 1987 –639с.

    4. Шило В.Л. «Популярні цифрові мікросхеми», Москва: ”Радіо і зв'язок” 1988 –352 з.


    Схожі реферати:

    Навігація