МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

кафедра вычислительной техники

пояснительная записка

к курсовой работе

по дисциплине «Теория автоматов»

Выполнила:

студентка группы 10ВВ2

Чепанова А.Г.

Принял:

Калиниченко Е.И.

Пенза 2012

Содержание

Введение 4

Расчетная часть 5

1. Разработка алгоритма работы управляющего автомата 5

1.1. Алгоритм работы 5

1.2 Представление на языке Assembler 6

2. Тестирование алгоритма 7

2.1. Тестирование и отладка алгоритма работы 7

2.2. Переход к графической схеме алгоритма 9

9

3. Проектирование управляющего автомата с жесткой логикой 10

3.1. Переход к стандартному языку задания автомата 10

10

3.2. Построение прямой таблицы переходов ЦА Мура. 11

3.3. Формирование СКУ ЦА Мура 11

3.4. Синтез функции возбуждения и выхода 14

3.4. Построение схемы на заданной элементарной базе 15

3.5. Тестирование работоспособности схемы 16

3.6. Расчет максимально допустимой тактовой частоты генератора 17

4. Проектирование УА с программируемой логикой 18

4.1. Определение формата микрокоманд 18

4.2. Разработка функциональной схемы 19

4.3. Составление таблицы прошивки ПЗУ 19

Перечень элементов 20

Приложения 21

Введение

В современном мире все быстрее и быстрее возрастает роль вычислительной техники в жизни каждого человека. Еще совсем недавно никто даже бы не смог предположить, что дом каждой семьи будет наводнен техникой, управляемой микропроцессорами. А задачу реализации корректной работы микропроцессоров и их взаимодействия с окружающей средой решают управляющие автоматы. И в данной курсовой работе моей задачей является спроектировать управляющий автомат, выполняющий определенную функцию.

Согласно заданию к курсовой работе, мне необходимо разработать управляющий цифровой автомат с жесткой и программируемой логикой для выполнения операции .

Разрядность обрабатываемых операндов – 32 бит. Формат операндов – целые числа со знаком, крайний левый разряд – знаковый. Данные в оперативной памяти представляются в дополнительном коде. Тип автомата – Мура. Элемент памяти – JK-триггер. Адресация управляющего автомата с программируемой логикой – принудительная.

Расчетная часть

1. Разработка алгоритма работы управляющего автомата

1.1. Алгоритм работы

Составим алгоритм работы для выполнения операции .

Алгоритм:

1. Помещаем в регистр ebx значение b.

2. Помещаем в регистр eax значение a.

3. Обнуляем переменную err,которая отвечает за наличие ошибки.

4. Совершаем операцию конъюнкции ebx и eax.

5. Помещаем в регистр ebx значение c.

6. Совершаем операцию дизъюнкции регистров eax и ebx.

7. Заносим значение eax в регистры edx и ebx.

8. Заносим в ecx количество тактов (32).

9. Если младший бит ebx равен 0, то переходим к пункту 7.

10. Если младший бит ebx равен 0, то прибавляем ebx к eax.

11. Циклически сдвигаем регистры eax и edx вправо на один разряд.

12. Обнуляем флаг CF.

13. Уменьшаем ecx на один.

14. Если ecx!=0, то переходим к пункту 5.

15. Помещаем в регист ebx значение d.

16. Прибавляем ebx к edx.

17. Совершаем операцию сложения с учетом флага CF регистра eax с 0.

18. Проверяем на переполнение. Если флаг OF установлен в 1, то переходим к пункту 19, если флаг установлен в 0, то переходим к пункту 20

19. Увеличиваем переменную err на 1.

20. Заносим значение нашего выражения в 64-разрядную переменную.

1.2 Представление на языке Assembler

Реализованный мною алгоритм на языке программирования низкого уровня – Assembler:

mov ebx, b

mov eax, a

mov err,0

and eax, ebx

mov ebx,c

or eax, ebx

mov edx, eax

mov ebx, eax

mov ecx, 32

mult:

test edx, 1

jz shift

add eax, ebx

shift:

rcr eax, 1

rcr edx, 1

clc

dec ecx

cmp ecx, 0

jg mult

mov ebx,d

add edx, ebx

adc eax, 0

jno noerr

inc err

noerr:

mov dword ptr [result], edx

mov dword ptr [result+4], eax

}

2. Тестирование алгоритма

2.1. Тестирование и отладка алгоритма работы

Для проверки правильности работы алгоритма, проверим некоторые наборы входных данных.

Например, а=1, b=1, c=1, d=1.

Например, а=5, b=4, c=3, d=2.

Результаты вычислений верны.

Переполнения в данном выражении возникнуть не может, поэтому потребности в лишних проверках не вознакает.

2.2. Переход к графической схеме алгоритма

3. Проектирование управляющего автомата с жесткой логикой

3.1. Переход к стандартному языку задания автомата

Согласно выделенному преподавателем фрагменту, изображенному ниже, необходимо перейти к разработке управляющего автомата.

3.2. Построение прямой таблицы переходов ЦА Мура.

Si(t)(yi)	xi,j(t)	Sj(t+1)	yj
S0(y0)	1	S1	y1
S1(y1)	X0	S2	y2
	!X0	S3	y3
S2(y2)	1	S3	y3
S3(y3)	1	S4	y4
S4(y4)	1	S5	y5
S5(y5)	1	S6	y6
S6(y6)	X0	S7	y7
	!X0	S2	y2
S7(y7)	1	S8	y8
S8(y8)	1	S9	y9
S9(y9)	X1	S10	y10
	!X1	S12	y12
S10(y10)	1	S11	y11
S11(y11)	1	S13	yk
S12(y8)	1	S13	yk
S13(yk)