3. Устройства параллельно-последовательного (уппс) преобразования на мультиплексорах и регистрах сдвига

УППС на мультиплексорах. Принцип действия УППС на мультиплексорах поясняется схемой передающего полукомплекта системы передачи данных, показанной на рис. 8.

Схема содержит блок запуска Б3, генератор тактовых импульсов ГИ, пересчётное устройство, включающее счётчик импульсов (DD1) и две схемы И-НE (DD3.1, DD4.1), селектор-мультиплексор (DD2) типа 161, формирователи кодовых и синхроимпульсов ФКИ, ФСИ.

На рис.2.14 приведены временные диаграммы, поясняющие работу схемы в спорадическом режиме.

При нажатии кнопки запуска БЗ формирует разрешающий сигнал для ГИ и одновременно осуществляет запуск блока ФСИ, сигнал которого обнуляет счетчик и формирует в блоке ФКИ синхроимпульс.

На счетчик поступают с ГИ инверсные тактовые импульсы . Поэтому моменты срабатывания триггеров счетчика соответствуют заднему фронту импульсов ГИ (отрицательному перепаду напряжения на инверсном его выходе).

По мере счёта импульсов на управляющих входах A, B, C и D мультиплексора последовательно сменяются кодовые комбинации 4-х разрядного двоичного кода и на его выход последовательно по тактам проходят инверсные символы 12-ти разрядов информационной кодовой комбинации , , …, .

Рис. 8 Схема УППС на мультиплексорах

Стробирование мультиплексора по S-входу обеспечивает его блокировку на время паузы между импульсами.

Рис. 9 Диаграмма сигналов УППС на мультиплексорах

После 12-го информационного импульса в счётчике устанавливается комбинация 1100. Поэтому на следующем 13-м импульсе срабатывает схема сброса на элементах И-НЕ, что обеспечивает повторный запуск ФСИ, сброс счетчика по R-входу и остановку ГИ через блок запуска БЗ.

Блок ФКИ формирует импульсы с различной амплитудой в соответствии с поступающими сигналами от мультиплексора.

Рассмотренная схема при соответствующем изменении схемы сброса может выполнять преобразование при любом числе разрядов до 15-ти включительно. Если число разрядов меньше 8, целесообразно использовать мультиплексор типа 81.

Схема УППС реализована на ИС К155ИЕ5 (DD1), К155КП1 (DD2), К155ЛА1 (DD3.1) и К155 ЛА3 (DD4.1).

УППС на регистрах сдвига. При использовании в УППС регистров сдвига необходимо в начале цикла установить регистр в режим параллельной загрузки и занести в него преобразуемую кодовую комбинацию. Затем перевести регистр в режим сдвига и последовательно по тактам сдвигать его содержимое поразрядно, пока с выхода первой или последней ячейки регистра в зависимости от направления сдвига (влево или вправо) не будут считаны все разряды преобразуемой кодовой комбинации.

Схема передающего полукомплекта системы передачи на УППС, построенной на регистрах сдвига, приведена на рис. 10.

Она содержит блок запуска БЗ, генератор импульсов ГИ, два соединенных последовательно регистра (DD1, DD2), вспомогательные логические схемы И-НЕ (DD3, DD4, DD6) и НЕ (DD5), формирователи кодовых и синхроимпульсов ФКИ, ФСИ.

Работа схемы поясняется временными диаграммами, показанными на рис. 11.

При нажатии кнопки запуска осуществляется пуск ГИ и ФСИ. Синхроимпульс поступает на управляющий вход S1 регистров сдвига и переводит их в режим параллельной загрузки. Запись передаваемой кодовой комбинации D1, D2,…, D15 в регистры происходит по положительному скачку напряжения на инверсном выходе ГИ . С окончанием синхроимпульса на управляющих входах регистров S₀, S₁ установится комбинация 10, соответствующая режиму сдвига вправо.

Рис. 10 Схема УППС на регистрах сдвига

Поэтому в дальнейшем с каждый тактовым импульсом будет происходить сдвиг занесенной комбинации на один разряд, а через последнюю ячейку второго регистра поочередно пройдет вся кодовая комбинация D1, D2,…, D15, которая через инвертор и ФКИ проходит в линию связи.

Рис. 11 Диаграмма сигналов УППС на регистрах

Для того чтобы определить момент окончания цикла преобразования, используется следующий прием. В момент занесения кода в нулевую ячейку первогo регистра заносится служебный символ 0 (вход D0 схемы DD1 заземлён), а при сдвиге освобождающиеся ячейки регистров заполняются единицами (вход DR схемы DD1 подключён к +5В).

В результате после выхода из регистров последнего разряда информационной кодовой комбинации в ячейках 0,1,…,7 первого регистра и в ячейках 0,1,...,6 второгo регистра окажутся только единицы. Такое состояние регистров фиксируется схемой логической «ловушки» (DD3-DD6), срабатывание которой обеспечивает повторный запуск ФСИ и останов генератора через блок запуска.

При необходимости построения УППС для меньшего или большего числа разрядов достаточно сократить или нарастить разрядность регистра сдвига.

Схема УППС реализована на ИС К155ИР13 (DD1, DD2), К155ЛА2 (DD3, DD4), К155ЛН1 (DD5) и К155ЛА4 (DD6).