Trabajo

Práctica 1 de Sistemas Digitales II
Profesor: Pablo Damián Hernández Durán Se entrega funcionando: 26 de Enero del 2011 1. Nombre: Sumador en complemento a 2 y diseño de una ALU. 2. Objetivo: Poner en práctica los conocimientos sobre el sistema de numeración en complemento a 2. Implementar por software una ALU. 3. Material y equipo necesarios: (a) Tablilla de experimentación con el procesadorATmega8515 (o similar) y sus circuitos asociados (reloj, reset, etc). (b) 2 unidades Dipswitch de 8 elementos. (c) Fuente de alimentación de + 5V. (d) PC para editar, ensamblar y cargar el programa al procesador. (e) Grabador del procesador Atmega8515. 4. Desarrollo: Esta práctica consta de 2 partes: (a) Primero realizaremos un programa que sume dos números con signo. Cada número constará de 4 bitsy estará expresado en magnitud y signo. En el sistema de magnitud y signo el bit más significativo representa el signo y los bits restantes la magnitud (valor absoluto del número). En nuestro caso entonces, el bit más significativo indicará el signo y los otros 3 la magnitud. El resultado de la suma será expresado también en magnitud y signo, pero con 8 bits en total. Es decir, el bit mássignificativo indicará el signo y los restantes 7 la magnitud. Para esto ocuparemos un puerto de entrada y un puerto de salida de nuestro procesador. En el puerto de entrada se ingresarán los números a sumar; en los 4 bits menos significativos estará el primer número y en los 4 bits más significativos estará el segundo número. El resultado de la suma se desplegará en binario por medio de los 8 leds delpuerto de salida, y expresado en magnitud y signo, como ya se había indicado. El programa deberá entre otras cosas hacer lo siguiente: i. Transformar los 2 datos de entrada de su representación en magnitud y signo a la representación en complemento a 2 de 8 bits (ya que los registros del procesador son de 8 bits).

ii. Hacer la suma de los dos números que se obtuvieron en el paso anterior (usandola instrucción ADD Rd, Rr). iii. Convertir el resultado de la suma a la representación de magnitud y signo. (b) En la segunda parte de la práctica implementaremos por medio de un programa en nuestro procesador ATmega8515, la ALU definida en clase. Como recordaremos, esta ALU tiene 6 señales de control: f5, f4, f3, f2, f1, f0. Estas 6 señales de control corresponderán a 6 bits de un puerto deentrada, cuyo valor se podrá controlar con un dipswitch. Los operandos X y Y serán de 4 bits cada uno y para ingresarlos se usará otro puerto de entrada (como en la primera parte de esta práctica). Esto es, en esta parte de la práctica se usarán 2 puertos de entrada y uno de salida, este último para mostrar el resultado. El resultado de la ALU se expresará con 4 bits únicamente (es decir con 4 bits delpuerto de salida). Adicionalmente, se deberá indicar si hay sobreflujo. Para esto se usarán 2 de los 4 bits del puerto de salida que quedaban libres. Uno de estos bits indicará cuando hay sobreflujo en el sistema de números con signo y el otro bit indicará cuando hay sobreflujo en el sistema de números sin signo. NOTA MUY IMPORTANTE: Se recomienda realizar los cálculos, el diseño del programa yla simulación del programa antes de la sesión de laboratorio, con el fin de que el día de la sesión sólo se tenga que armar el circuito para mostrarlo funcionando. 5. Ayuda de programación: El microcontrolador ATmega 8515 tiene 4 puertos programables de entrada y salida. Esto quiere decir que cada uno de estos puertos puede ser programado como de entrada o como de salida. Los 4 puertos estánidentificados por las letras A, B, C y D. Cada uno de estos puertos tiene asociados 3 registros: DDRx, PORTx y PINx, donde la x se refiere a A, B, C o D. Para usar un puerto del microcontrolador, lo primero que hay que hacer es programarlo para que funcione como puerto de entrada o como puerto de salida. Esto se logra escribiendo un byte de control en el registro DDRx; si se desea programar un puerto...