智能溫室環(huán)境測控系統專(zhuān)用CPU設計
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2．2 比較寄存器組的設計
Comparray比較寄存器組是專(zhuān)門(mén)針對于智能溫室測控系統設計的。在智能溫室測控系統中要隨時(shí)對溫度、濕度、CO2濃度等參數與作物最佳生長(cháng)值比較，如果數值超越了設定值，就要采取措施。該結構中放置了多個(gè)比較器，主要是為了方便比較，因此會(huì )把經(jīng)過(guò)時(shí)間測試或專(zhuān)家提供的最常用的作物生長(cháng)不同階段的標準值在不同的比較器中進(jìn)行固化，這樣減少了取操作數的環(huán)節，自然就節約了時(shí)間。比較寄存器組的結構如圖2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/192808.htm
在這個(gè)比較器組中只列了3個(gè)比較器，分別比較CO2濃度、濕度、溫度，在智能溫室控制系統中還有，光照強度、PH值、EC值、室外氣象值、光合作用等，這里只是用這3個(gè)值作為示例。Comparray就相當與一個(gè)選擇器，來(lái)分別選擇比較寄存器組中的寄存器，這里設置了3個(gè)比較寄存器，當然也可根據需要進(jìn)行增減。
3 浮點(diǎn)運算器的設計與仿真
本專(zhuān)用CPU設置浮點(diǎn)運算器的目的是要將智能控制算法在CPU內集成。而此浮點(diǎn)單元在進(jìn)行復雜的算術(shù)邏輯運算時(shí)，主要設置了狀態(tài)機，通過(guò)狀態(tài)機對浮點(diǎn)運算單元的各個(gè)子模塊進(jìn)行調用，從而實(shí)現運算。本浮點(diǎn)運算單元的子模塊主要有：加減法運算器、乘法運算器和除法運算器。它們之間的協(xié)調與配合是在總控狀態(tài)機的負責下進(jìn)行的，總控制狀態(tài)機首先根據情況啟動(dòng)各個(gè)運算子模塊使其進(jìn)入運算狀態(tài)，當運算結束后總控狀態(tài)機會(huì )收到運算結束的反饋信號，并且將結果存入指定寄存器中，或用于輸出或用于下一次運算。下面對各個(gè)子模塊進(jìn)行分別設計：
3．1 加減法器的設計與仿真
浮點(diǎn)加減法運算模塊電路原理如圖3所示。主要由6個(gè)模塊構成，分別是Subcell模塊、exchange模塊、move模塊、M_add模塊、standar模塊、cntrl模塊。
功能仿真如圖4所示。
3．2 浮點(diǎn)乘法器的設計與仿真
浮點(diǎn)數乘法器的基本思想是符號與數值分開(kāi)處理，2個(gè)操作數符號的異或為結果的符號，對于數值的處理采用的是取底數相乘、指數相加減的方法，然后對結果進(jìn)行規格化處理后，再調整指數。按照浮點(diǎn)數的乘法步驟解釋程序如下：
(1)零操作數判斷
如果兩個(gè)操作數中只要有一個(gè)操作數是0，則結果為0：
若q的值為0，則程序就繼續執行一下操作。
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