#91 TTL CPU 22v10 Uhren - Alles, was Sie über die Programmierung der Uhrschaltung wissen müssen

Table of Contents:

1. Einführung
   • Definition des Themas
2. Bedeutung der Uhrschaltung
   • Zusammenhang zwischen Uhrschaltung und Mikrocode-Statusmaschine
   • Funktionsweise der Uhrschaltung
3. Programmierung des GAL-Geräts
   • Einführung in das GAL-Gerät
   • Verwendung eines GAL 22V10 Chips
4. Aufbau eines Taktgenerators
   • Verwendung eines 555-Taktgebers
   • Anpassung der Frequenz und Tastverhältnis
5. Analyse der Ausgangssignale
   • Verwendung eines Logikanalysators
   • Interpretation der Ausgangssignale
6. Funktionsweise eines synchronen Zählers
   • Verwendung von D-Flip-Flops
   • Aufbau eines 3-Bit-Zählers
   • Beobachtung der Zähler-Ausgangssignale
7. Zwei nicht überlappende Taktsignale
   • Entwicklung von p0 und p1 Signalen
   • Logik hinter den Signalen
8. Verwendung einer schnellen Quarzfrequenz
   • Notwendigkeit einer schnellen Quarzfrequenz
   • Generierung von ungewöhnlichen Wellenformen
9. Staatliche Maschinendiagramme für nicht überlappende Takte
   • Darstellung der Zustandsmaschine
   • Erläuterung der Zustandsdiagramme

Einführung

Die Entwicklung einer Uhrschaltung für Mikrocode-Statusmaschinen spielt eine wichtige Rolle bei der Steuerung von Timing-Signalen und der Durchführung von Schrittbefehlen. In diesem Artikel werden wir uns mit der Bedeutung der Uhrschaltung befassen und die Programmierung eines GAL-Geräts für diesen Zweck untersuchen.

Bedeutung der Uhrschaltung

Die Uhrschaltung ist eng mit der Mikrocode-Statusmaschine verbunden, da sie die erforderlichen Timing-Signale generiert. Durch die korrekte Implementierung der Uhrschaltung können wir den Ablauf des Mikrokodes steuern, indem wir Start-, Stop- und Einzelschritt-Befehle ausführen. Dies ermöglicht eine präzise Steuerung des Algorithmus und verbessert die Gesamtleistung des Systems.

Programmierung des GAL-Geräts

Um die Uhrschaltung zu realisieren, verwenden wir ein GAL-Gerät (Generic Array Logic-Gerät), das auf dem GAL 22V10 Chip basiert. Obwohl diese Chips nicht mehr hergestellt werden, sind sie auf dem Markt immer noch erhältlich. Wir werden uns mit der Programmierung dieses Chips befassen, um unseren Taktgenerator zu erstellen.

Aufbau eines Taktgenerators

Für unseren Taktgenerator verwenden wir den 555-Taktgeber, der weit verbreitet und einfach zu implementieren ist. Dieser Taktgeber ermöglicht es uns, verschiedene Frequenzen und Tastverhältnisse zu erzeugen, indem wir einfache Jumper- und Potentiometer-Anpassungen vornehmen. Wir werden die erforderlichen Schritte durchgehen, um den Taktgenerator aufzubauen und zu konfigurieren.

Analyse der Ausgangssignale

Nachdem wir den Taktgenerator erstellt haben, ist es wichtig, die erzeugten Ausgangssignale zu analysieren. Hierfür verwenden wir einen Logikanalysator, der uns eine detaillierte Ansicht der Signale bietet. Wir werden die erfassten Daten betrachten und die Funktionsweise der Ausgangssignale interpretieren.

Funktionsweise eines synchronen Zählers

Um den Zähler für unsere Uhrschaltung zu implementieren, werden wir D-Flip-Flops verwenden. Diese Flip-Flops ermöglichen es uns, einen synchronen Zähler aufzubauen, der die gewünschten Zählsequenzen erzeugt. Wir werden die Logik hinter dem Zähler verstehen und die Ausgangssignale beobachten, um sicherzustellen, dass er wie erwartet funktioniert.

Zwei nicht überlappende Taktsignale

Ein wichtiger Teil der Uhrschaltung ist die Generierung von zwei nicht überlappenden Taktsignalen. Diese Signale, die als p0 und p1 bezeichnet werden, dienen zur Weiterleitung des Taktsignals an andere Komponenten. Wir werden die Logik und die Schaltungen hinter diesen Signalen verstehen und ihre Funktion erläutern.

Verwendung einer schnellen Quarzfrequenz

Eine interessante Beobachtung bei der Uhrschaltung ist die Verwendung einer schnellen Quarzfrequenz. Obwohl die verwendeten Taktfrequenzen niedrig sind, wird eine hohe Quarzfrequenz verwendet, um ungewöhnliche Wellenformen zu generieren. Wir werden die Gründe hinter dieser Praxis erläutern und erklären, wie diese Wellenformen erzeugt werden.

Staatliche Maschinendiagramme für nicht überlappende Takte

Um die nicht überlappenden Taktsignale besser zu verstehen, werden wir uns Staatliche Maschinendiagramme ansehen. Diese Diagramme zeigen die verschiedenen Zustände und Übergänge in der Uhrschaltung und veranschaulichen, wie die Takte generiert werden. Wir werden die verschiedenen Zustandsdiagramme diskutieren und ihre Funktionsweise erklären.

Highlights:

• Die Uhrschaltung spielt eine entscheidende Rolle bei der Steuerung von Timing-Signalen für Mikrocode-Statusmaschinen.
• Die Verwendung eines GAL-Geräts ermöglicht die Programmierung der Uhrschaltung.
• Der Taktgenerator wird mit einem 555-Taktgeber aufgebaut und ermöglicht die Einstellung von Frequenzen und Tastverhältnissen.
• Die Ausgangssignale werden mit einem Logikanalysator analysiert, um ihre Funktionsweise zu verstehen.
• Ein synchroner Zähler wird verwendet, um die Zählsequenzen zu steuern.
• Die Generierung von nicht überlappenden Taktsignalen erfolgt mithilfe komplexer logischer Schaltungen.
• Eine schnelle Quarzfrequenz wird verwendet, um ungewöhnliche Wellenformen zu generieren.
• Staatliche Maschinendiagramme helfen bei der Visualisierung der Uhrschaltung und ihrer Funktionsweise.

FAQ:

Q: Welche Bedeutung hat die Uhrschaltung für Mikrocode-Statusmaschinen? A: Die Uhrschaltung generiert die erforderlichen Timing-Signale für die Steuerung des Mikrokodes.

Q: Welche Technologie wird für die Programmierung der Uhrschaltung verwendet? A: Die Programmierung erfolgt mit einem GAL-Gerät, insbesondere einem GAL 22V10 Chip.

Q: Wie wird der Taktgenerator aufgebaut und konfiguriert? A: Der Taktgenerator basiert auf einem 555-Taktgeber und kann durch Jumper- und Potentiometer-Anpassungen angepasst werden.

Q: Wie werden die Ausgangssignale der Uhrschaltung analysiert? A: Die Ausgangssignale werden mit einem Logikanalysator untersucht, um ihre Funktionsweise zu verstehen.

Q: Welche Rolle spielt der synchroner Zähler in der Uhrschaltung? A: Der synchroner Zähler steuert die Zählsequenzen und sorgt für die richtige Weiterleitung der Taktsignale.

Q: Warum wird eine schnelle Quarzfrequenz verwendet? A: Eine schnelle Quarzfrequenz ist erforderlich, um ungewöhnliche Wellenformen für die Uhrschaltung zu generieren.

Q: Was sind Staatliche Maschinendiagramme und wie helfen sie bei der Uhrschaltung? A: Staatliche Maschinendiagramme visualisieren die Zustände und Übergänge der Uhrschaltung und helfen bei der Funktionsweise.