مقاله بررسی مدارهای ALU در 13 صفحه ورد قابل ویرایش

محاسباتی، منطقی و شیفت (ALU)

در کامپیوتر، به جای اجرای ریز عملیات بر روی هر ثبات، معمولاً یک سری ثبات به یک واحد مشترک محاسباتی، منطقی و شیفت ALU متصل می‌گردند. برای اجرای یک ریز عملیات، محتوای ثبات بخصوصی در ورودی ALU مشترک قرار می‌گیرد. واحد ALU عملیات مربوط را انجام می‌دهد، و نتیجه به ثبات موردنظر منتقل ی‌شود. چون ALU یک مدار ترکیبی است، بنابراین، انتقال اطلاعات از ثبات منبع، به ALU و وارد کردن نتیجه به ثبات مقصد، در یک پریود پالس ساعت انجام می‌شود.

مدار محاسباتی

ریز عملیات ریاضی جدول (4-3) را می توان در یک مدار محاسباتی انجام داد. مبنای اولیه این مدار محاسباتی جمع کننده است که با کنترل اطلاعات ورودی به این جمع کننده، می‎توان عملیات مختلف ریاضی را انجام داد.

مدار شکل 2 یک مدار محاسباتی چهار بیتی را نشان می‎دهد. این مدار دارای 4 جمع کننده کامل FA و چهار مالتیپلکسر برای انتخاب عملیات مختلف می‎باشد. مدار مذکور دارای چهار بیت ورودی A است که مستقیماً به ورودی های X جمع کننده ها وارد می‎شود و چهار بیت عدد B ، و مکمل آنها نیز به ورودی های 0 و 1 مالتیپلکسرها متصل شده است. در ورودی دیگر مالتیپلکسرها مقادیر 0 و 1 قرار داده شده است و خروجی های مالتیپلکسرها نیز به ورودی Y جمع کننده ها اتصال دارد. چهار مالتیپلکسر مذکور توسط دو بیت انتخاب S1S0 کنترل می‎شوند. بیت نقلی Cin ، به ورودی کوچکترین بیت جمع کننده متصل گردیده و بقیه بیت های نقلی خروجی جمع کننده ها، به ورودی بیت های نقلی جمع





کننده بعدی، وصل شده است.

عمل جمع را انجام می دهد، که A یک عدد 4 بیتی در ورودی Y , X چهار بیت، ورودی دیگر جمع کننده، و Cin بیت نقلی ورودی می‎باشد. با کنترل نمودن مقدار Y توسط دو بیت انتخاب S1 , S0 ، می‎توان هشت عمل ریاضی جدول 1 را با این مدار انجام داد.

به ازاء S1S0=1 باشد، اطلاعات، از ورودی 3 مالتیپلکسرها، که برابر 1 است، وارد مالتیپلکسرها می‎شود و در نتیجه ورودی Y جمع کننده ها برابر یک است. و چون 1111 مکمل 2 عدد 0001 است، بنابراین عدد A با مکمل 2 عدد یک جمع شده یعنی از عدد A یکی کسر می گردد پس D=A-1 است (در حالتیکه Cin=0). اگر Cin=1 باشد D=A-1+Cin=A می‎شود یعنی اطلاعات ورودی عیناً به خروجی انتقال داده می‎شود.

به این ترتیب با کنترل مقادیر S1S0 در مدار مذکور، می‎توان هر یک از عملیات، جمع، جمع با بیت نقلی، تفریق، یک اضافه کردن، یک کم کردن …، را انجام داد.

ریز عملیات منطقی

ریز عملیات منطقی، بر روی هر بیت ثبات ها به طور مجزا، انجام می شود، به عنوان مثال ریز عملیات “یا منحصر XOR” بر روی محتوای دو ثبات R2 , R1 که با عبارت زیر بیان می‎شود:



و باعث می شود، به شرطی که P=1 باشد ریز عملیات منطقی بین هر یک از بیتهای ثبات‌های مذکور انجام و نتیجه در R1 قرار گیرد.

برای روشن شدن مطلب فرض می کنیم هر یک از ثبات های مذکور که 4 بیتی است دارای مقادیری به ترتیبر برابر R1 = 1010 و R2=1100 باشد. اجرای دستور یا منحصر فوق باعث می‌شود که عملیات زیر:

معرفی ICهای TTL: ALU

1- 74181 واحد منطقی ریاضی (ALU) که می‌تواند 6 عمب منطقی و 6 عمل ریاضی روی کلمات 4 بیتی انجام دهد.

2- 74281 واحد منطقی ریاضی (ALU) دودویی موازی 4 بیتی (8 عمل ریاضی، 7 عمل منطقی و 6 نوع جابجایی داده)

3- 74381 واحد ریاضی منطقی (ALU) چهار بیتی (3 عمل ریاضی و 3 عمل منطقی) و مولد توابع گوناگون

4- 74382 واحد ریاضی منطقی (ALU) چهار بیتی (3 عمل ریاضی و 3 عمل منطقی) با بیت نقلی سری و مولد توابع گوناگون

5- 74582 واحد ریاضی منطقی (ALU) چهار بیتی (BCD)

6- 74681 واحد ریاضی منطقی (ALU) سرعت بالای دودویی 4 بیتی با 16 عمل منطقی و 16 عمل ریاضی

7- 74881 واحد ریاضی منطقی (ALU) (16 عمل منطقی یا 16 عمل ریاضی روی دو کلمة 4 بیتی)

8- 741181 واحد ریاضی منطقی (ALU) چهار بیتی و فانکشن ژنراتور

ALU CMOS:

1- 4581 – 4 بیتی – 16 عمل ریاضی و 16 عمل منطقی

2- 40181 – 4 بیتی – 16 عمل ریاضی و 16 عمل منطقی

3- 4057 – 4 بیتی -

سیستم پیج و پیام کوتاه جهت دسترسی و ارسال پیام های مکتوب طرح گردیده است.کارهایی که برای انجام این پروژه انجام شده است شامل تهیه ماژول مخابراتی ودیگر قطعات مورد لزوم وبرنامه نویسی در برنامه کد ویژیون می باشد.

چند اصطلاح که در این متن مورد استفاده قرار می گیرد در ذیل آورده شده است :

دستگاه مرکزی مدار فرستنده – گیرنده که به رایانه مصل می شود

دستگاه جانبی مدار فرستنده – گیرنده که حامل می باشد

ماژول مخابراتی شامل میکرو پرسسور و فیلتر های سخت افزاری

فهرست مطالب

چکیده1

فصل اول:

مقدمه 2

فصل دوم:

نحوه کار 4

فصل سوم:قطعات استفاده شده

3-1 میکرو کنتر5

3-2 ماژول مخابراتی7

8. 3-3 رابط میکرو

فصل چهارم: ماژول مخابراتی

4-1 معرفی ماژول11

4-2 پیکر بندی پایه ها13

4-3 معرفی رجیستر ها 16

4-4 فلو چارت 19

4-5 نحوه پر و خالی کردن رجیستر فرستنده21

4-6 نحوه پر و خالی کردن رجیسترگیرنده26

4-7 بیان ویژگی های سخت افزاری ماژول 30

4-8 بررسی ابعاد و فیزیک ماژول31

فصل پنجم: برنامه

5-1 تنظیمات اولیه رابط spi 32

5-2 تنظیمات ابتدایی ماژول32

5-3 دریافت اطلاعات کنترلی33

5-4 فرستادن اطلاعات کنترلی35

5-5 دریافت بسته اطلاعات از pc40

5-6 فرستادن بسته اطلاعات به pc 52

5-6 گرفتن اطلاعات کنترلی از pc 52

5-7 دریافت آدرس 54

5-8 چار چوب اصلی دستگاه مرکزی 60

5- 9 توابع مربوط به ارسال و در یافت بسته های مخابره شده 62

5- 10 نمایش بر رویlcd 71

فصل ششم :فصل آخر

نتیجه گیری76

مراجع77

فهرست شکل ها وجداول صفحه

شکل ها :

شکل (1-3)Communication Unit7

شکل ( 2-3 ) مدار دستگاه مرکزی8

شکل ( 3-3 ) مدار دستگاه سیار9

شکل ( 4-3 ) تغذیه مدار10

شکل ( 1-4 ) Timing diagram 13

شکل ( 2-4 ) بلوک دیاگرام فرستنده24

شکل ( 3-4 ) بلوک دیاگرام گیرنده25

شکل ( 4-4 ) شیفت رجیسترهای خروجی26

شکل ( 5-4 ) خارج کردن اطلاعات از FIFO27

شکل ( 6-4 ) Mechanical Dimension31

جداول :

جدول ( 1-4 ) پایه های ماژول12

جدول ( 2-4 )Configuration setting command14

جدول ( 3-4 )Power management command15

جدول (4-4 ) Data rate command16

جدول ( 5-4 ) reciver control command16

جدول ( 6-4 )Data filter command18

جدول ( 7-4 ) FIFI and Reset Mode Command18

جدول ( 8-4 ) Synchron Pattern & Receiver FIFO Read & AFC Command19

جدول ( 9-4 ) TX Configuration Control Command 20

جدول ( 10-4 ) PLL Setting Command21

جدول ( 11-4 ) Transmitter Register Write Command 21

جدول ( 12-4 ) Low Duty Cycle Command22

جدول ( 13-4 )Low Battery Detector & Micro Clock Command22

جدول ( 14-4 ) Status Read Command 23

جدول ( 15-4 ) Electrical Parameter28

جدول ( 16-4 ) Working range28

جدول ( 17-4 ) DC characteristic29

جدول ( 18-4 )AC characteristic30

جدول ( 1-5 )Recommended packet structures46

این پروژه یک مدار است که به عنوان اتوماسیون منزل مورد استفاده قرار میگیرد و کاربرد آن به این صورت است که این مدار به خط تلفن وصل میشود و پس از برقراری ارتباط و در صورت صحیح بودن پسوورد کاربر می تواند لوازم منزل را کنترل کند(روشن و خاموش کردن)

فهرست مطالب

چکیده:1

DTMF(1-1 چیست؟. 2

2-1) سرویس خط تلفن شهری(PSTN) :2

3-1) نحوه شماره گیری.. 5

4-1) ﺁشکار سازی زنگ و اشغال خط.. 5

1-4-1) شمای کلی مدار. 6

2-4-1) سخت افزار مدار. 8

فصل دوم:13

مدار آشکار ساز تن. 13

1-2) در یافت کننده DTMF توسط MT8870. 14

2-2) مدار راه انداز MT8870. 17

3-2) کنترل وسایل برقی با تلفن. 18

فصل سوم:19

ضبط و پخش صدای دیجیتال. 19

2-3) معرفی تراشه ضبط و پخش صدا20

3-3) مدیریت پیام ها21

Random Access Mode(3-3-1. 22

(3-3-1-1ضبط پیام در Random Access mode. 22

(3-3-1-2پخش پیام در Random Access mode. 23

Tape Mode(3-3-2. 24

(3-3-2-1 ضبط پیام در Tape mode با استفاده از Normal Option. 24

(3-3-2-2پخش پیام در Tape mode با استفاده از Normal Option. 25

(3-3-2-3 ضبط پیام در Tape mode با استفاده از Auto rewind. 26

(3-3-2-4پخش پیام در Tape mode با استفاده از Auto rewind. 27

(3-4 جدول مربوط به اسامی و عملکرد پایه های APR9600. 29

فصل چهارم:34

میکروکنترلر AVR.. 34

4-2)میکروکنترلرهای AVR.. 35

(4-3محیط برنامه نویسی Codevision AVR.. 36

ایجاد یک فایل جدید. 37

(4-5تنظیمات کامپایلر C.. 40

(4-6کامپایل پروژه42

(4-7 ساختن پروژه43

(4-8 وقفه. 44

(4-8-1 مراحل اجرای وقفه. 44

(4-9 شرح برنامه میکرو. 45

منابع و ماخذ :47

شکل 1-1 : شماتیک مدار اشکار ساز زنگ و اشغال ساز خط .7

شکل 2-1 : مدار داخلی پل دیود.8

شکل 3-1 : مدار داخلی اپتوکوپلر .10

شکل 4-1 : مدار اره انداز رله .11

1-2) در یافت کننده DTMF توسط MT8870. 14

شکل 1-2 : ترتیب پایه های MT8870 .15

شکل 2-2 : مدار راه انداز MT8870 .17

شکل 3-1 :پایه های APR9600 .21

جدول 3-1 : مدهای عملیاتی APR9600 .22

شکل 3-2 : مدار مربوط به Random Access mode .24

شکل 3-3 : مدار مربوط به Tape mode-normal option. 26

شکل 4-3: مدار مربوط به tape mode-auto Rewind. 28