2.4. Проектирование блока индикации
Для построения блока индикации нам понадобятся регистр для хранения информации, преобразователь (дешифратор) двоично-десятичного кода 5-4-2-1 в код семисегментного индикатора и семисегментный индикатор.
В качестве регистра хранения используем регистр К531ТМ8. Он состоит из четырех D-триггеров и предназначен для хранения четырехбитного слова. Для обнуления регистра необходимо на вход R подать напряжение логического 0, состояние входов D, С при этом безразлично. Основные параметры микросхем приведены в таблице 7.
Запись информации в регистр производится синхронно по переднему фронту тактового импульса при действии напряжения логической 1 на инверсных входах сброса R.
Синтезируем дешифратор двоично-десятичного кода 5-4-2-1 в код семисегментного индикатора. Для этого составим таблицу его функционирования (таблица 6):
Таблица 6 – Таблиц истинности дешифратора
№ |
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
126 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
24 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
55 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
3 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
61 |
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
4 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
89 |
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
5 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
109 |
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
6 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
111 |
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
81 |
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
8 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
127 |
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
9 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
125 |
Минимизируем каждую из полученных булевых функций. Сему дешифратора будем реализовать на элементах Шеффера, по этому функцию минимизируем по единицам.
x3 x4 |
x1 x2 |
00 |
|
11 |
10 |
00 |
* |
* |
1 |
0 |
|
01 |
* |
* |
0 |
0 |
|
11 |
* |
0 |
|
1 |
|
10 |
* |
|
1 |
1 |
|
01
1
1x3 x4 |
x1 x2 |
00 |
|
11 |
10 |
00 |
|
* |
1 |
1 |
|
01 |
* |
* |
|
1 |
|
11 |
* |
0 |
1 |
1 |
|
10 |
* |
|
1 |
0 |
|
01
*
1
1
x3 x4 |
|
00 |
01 |
11 |
10
|
00 |
* |
* |
0 |
1 |
|
01 |
|
* |
1 |
1 |
|
11 |
* |
|
1 |
0 |
|
|
* |
1 |
1 |
|
|
x1
x2
*
1
10
1x3 x4 |
x1 x2 |
00 |
01 |
11 |
10 |
00 |
* |
|
1 |
0 |
|
01 |
|
* |
1 |
1 |
|
11 |
|
1 |
1 |
1 |
|
10 |
* |
1 |
1 |
1 |
|
*
*
*
x3 x4 |
x1 x2 |
00 |
|
11 |
10 |
00 |
* |
* |
1 |
0 |
|
01 |
* |
* |
|
1 |
|
11 |
* |
0 |
1 |
1 |
|
10 |
* |
|
1 |
0 |
|
01
1
1x3 x4 |
x1 x2 |
00 |
|
11 |
10 |
00 |
* |
* |
1 |
0 |
|
01 |
* |
* |
0 |
0 |
|
11 |
* |
0 |
0 |
0 |
|
10 |
* |
|
1 |
0 |
|
01
1
x3 x4 |
x1 x2 |
00 |
01 |
11 |
10 |
00 |
* |
* |
|
0 |
|
01 |
* |
* |
|
1 |
|
11 |
* |
0 |
|
1 |
|
10 |
* |
0 |
1 |
1 |
|
1
1
1
Для полученных функций
перейдем в базис Шеффера:
;
;
;
;
;
Строим схему дешифратора (рис. 12) по найденным функциям , учитывая что некоторые слагаемые входят в несколько функций одновременно. В схеме используются микросхемы: К555ЛА3 – содержит четыре двухвходовых элемента И-НЕ , К555ЛА4 – содержит три трехвходовых элемента И-НЕ, К555ЛА1 – содержит два четырехвходовых элемента И-НЕ. Основные характеристики микросхем приведены в таблице 7. Цоколевка микросхем – рисунок 11.
Таблица 7 – Параметры использованных микросхем
Номер |
Тип |
, мВт |
нс |
МГц |
|
К555ЛА3 |
30 |
31 |
32 |
|
К555ЛА4 |
17 |
20 |
50 |
|
К555ЛА1 |
15 |
21 |
45 |
а) б)
в)
Рисунок 11 – Цоколевка микросхем:
а – К555ЛА3;
б – К555ЛА4;
в – К555ЛА1.
Для индикации данных будем использовать индикаторы типа АЛС324Б — это знаковые индикаторы желто-зеленого свечения. Iпр. max = 25 мА; Uпр = 3,6 В; Uобр. max = 5 В; P = 720 мВт; высота знаков 7,5 мм; масса 2 г. Для нормальной работы с дешифратором необходимо в схему поставить резисторы 330 Ом