Sistema minimo

PROBLEMAS: 1. Construir un procesador de 4 bits utilizando circuitos TTL. Procedimiento: a).Construir el generador de ciclo máquina (GCM) como se muestra en la figura 1. El GCM está formado por un contador BCD (7490) al que se alimenta con una onda cuadrada generada con un interruptor sin “bouncing” o con un oscilador externo. Las tres salidas menos significativas del contador se conectan a lasentradas de un decodificador de binario a decimal con salidas activas en 0 lógico (7442). Las salidas 0, 2, 4 y 6 del decodificador, una vez que han sido invertidas, corresponden respectivamente a las líneas de control A, B, C y D del GCM. b).Implantar el contador del programa (PC); para esto se emplea un contador binario (7493). Las salidas del PC van a dar a las entradas de dirección de lamemoria. La señal E que controla el incremento del PC se obtiene de las salidas 1 y 3 del decodificador del GCM. c).Para la memoria del programa se sugiere una memoria de lectura solamente tipo EPROM (2708 o 2716), o en su defecto un decodificador armado con diodos o con compuertas que simule la memoria. En el caso que se utilice una EPROM y se tenga un número menor de salidas en el PC que de entradasde dirección en la EPROM, las salidas del PC deberán conectarse a las entradas menos significativas de la EPROM y las entradas restantes a tierra para que el programa almacenado en la memoria quede ubicado a partir de la dirección 0. d).Armar el registro de instrucciones y el registro de datos utilizando cerrojos (latches) (7475 o 74100). La línea A del GMC se conecta a la entrada de reloj delregistro de instrucciones y la línea B a la entrada de reloj del registro de datos. e).Revisar que la circuitería armada hasta el momento funciona correctamente.

f).Implantar el decodificador de instrucciones con un decodificador de binario a decimal (7442) añadiendo los circuitos necesarios para que sus salidas sean activas en 1 lógico. Dado que el código del procesador consta de ochoinstrucciones (ver tabla), sólo se conectan a las entradas del decodificador las tres salidas menos significativas del registro de instrucciones. g).Conectar la línea de restablecimiento del PC al circuito de “power-on reset”, que consiste en un capacitor, una resistencia y un gatillo Schmitt y a la salida correspondiente a la instrucción “salta a la dirección 00H” como se observa en la figura 1. h).Construirlos registros que funcionarán como acumulador temporal y como acumulador, de la misma forma que los registros de instrucciones y de datos. La línea C del GCM se conecta a la entrada de reloj del acumulador y la línea D a la entrada de reloj del acumulador. Por el momento la ALU está ausente y por ello las salidas del registro de datos se muestran conectadas a las entradas del acumulador temporal.i).Conectar cuatro LEDS con sus resistencias limitadoras a las salidas del acumulador para tener alguna indicación de lo que ocurre dentro del procesador y en particular del contenido del acumulador. j).Comprobar el funcionamiento de todos los elementos del procesador implantados hasta el momento utilizando el siguiente programa:

DIRECCIÓN 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H

CONTENIDO06H 00H 06H 01H 06H 02H 06H 04H 06H 08H

DESCRIPCIÓN Cargar acumulador con 00H Cargar acumulador con 01H Cargar acumulador con 02H Cargar acumulador con 04H Cargar acumulador con 08H

SIGNIFICADO Prender los cuatro LEDs indicadores Apagar el LED del bit menos significativo Apagar el LED del segundo bit Apagar el LED del tercer bit Apagar el LED del bit más significativo

Después de colocarla EPROM grabada con el programa anterior y encender el circuito, lo que debe observarse es un LED apagado que se va desplazando hacia la izquierda (si el bit más significativo está a la izquierda). k).Proceder el armado de la unidad aritmético/lógica (ALU). La ALU se compone de compuertas OR, AND, XOR, inversores y sumadores como se muestra en la figura 2. Las salidas de estos circuitos van...