- •Необхідність підготовки спеціалістів, здатних розробляти сучасну електронну апаратуру, яка використовує цифрову елементну базу, є актуальним завданням.
- •Метою вивчення дисципліни „Цифрова схемотехніка” є засвоєння принципів синтезу цифрових елементів, вузлів, або досить складних пристроїв на базі менш складних вузлів.
- •Тема 1 логічні елементи та функціональні пристрої комбінаційного типу
- •Тема 2 функціональні пристрої послідовнісного типу
- •Тема 3 цифро-аналогові та аналого-цифрові перетворювачі
- •61166, Харків, просп. Леніна, 14
Тема 2 функціональні пристрої послідовнісного типу
На основі цифрових логічних елементів можуть бути побудовані складні функціональні пристрої. Цифрові функціональні пристрої, які мають у своєму складі елементи пам’яті (тригери), належать до пристроїв послідовнісного типу. Тригери є основою функціональних вузлів послідовнісного типу. До цього типу пристроїв належать, крім тригерів, регістри та лічильники імпульсів.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3
ДОСЛІДЖЕННЯ РІЗНИХ ТИПІВ ТРИГЕРІВ І РЕГІСТРІВ
3.1 Мета роботи
Дослідження роботи тригерів на логічних елементах та тригерів і регістрів в інтегральному виконанні.
3.2 Підготовка до виконання роботи
Тригер — це пристрій, який має два стани стійкої рівноваги. Перехід з одного стану в інший відбувається під впливом зовнішніх сигналів. Зміна стану тригера здійснюється стрибком. Тригери можуть бути: як одно-, так і двоступінчасті; як асинхронні, так і синхронні; з лічильним входом і універсальні; зі статичним і динамічним управлінням. Найбільшого поширення набули тригери RS, D, JK-типів.
Тригер RS-типу має два інформаційні входи R і S. Тригер RS-типу може бути реалізований на двох логічних елементах типу „2– І–НІ” (рис. 2.1). У пристроях на основі RS-тригерів є заборонена комбінація вхідних сигналів, яку слід уникати. Для тригера, наведеного на рис. 2.1, така заборонена комбінація сигналів виникає, коли на обидва входи подано два однакових сигнали, рівень яких становить лог. „0”.
Рисунок 2.1 — Схема підключення виводів мікросхеми КР1533ЛА3 для створення асинхронного RS-тригера на логічних елементах
Тригер D-типу є одним з найбільш використовуваних. Серед цього типу тригерів найбільшого поширення набули тригери з динамічним керуванням, які мають інформаційний вхід D та вхід синхронізації С (тактовий). У такому тригері інформація фіксується у той момент, коли тактовий сигнал змінює низький рівень на високий. Зазвичай тригери D-типу мають також входи R і S. Входи R і S мають перевагу над усіма іншими входами.
Тригер JK-типу належить до універсальних. Він може мати R i S входи, як RS-тригер. Тригер JK-типу має два інформаційні входи J i K, а також тактовий вхід синхронізації С. Лог. „1” на вході J інформує про те, що тригеру слід переключитися у стан лог. „1” (на виході); лог. „1” на вході К інформує про те, що тригеру слід переключитись у стан лог. „0” (на виході). З надходженням тактового імпульсу на вхід С тригер переключатиметься відповідно до стану інформаційних входів J і K; у тому випадку, коли на входах J і K одночасно присутній рівень лог. „1”, тригер переключатиметься почергово, то у стан лог. „1”, то у стан лог. „0” з надходженням кожного наступного тактового імпульсу. За наявності на входах J і K одночасно двох лог. „0” з надходженням тактового імпульсу тригер не переключатиметься і зберігатиме попередній стан.
Регістр — це пристрій, призначений для запису та зберігання інформації (коду). Деякі види регістрів можуть перетворювати інформацію, наприклад, з послідовного у паралельний код, або навпаки. Розрізнюють регістри зберігання та зсуву інформації.
У даній лабораторній роботі використовуватиметься макет, поданий на рис. 2.2, а також макети з першої (див. рис. 1.7) та другої лабораторних робіт (див. рис. 1.19). На макеті (див. рис. 2.2) знаходяться мікросхеми різних типів тригерів та один регістр. Це мікросхеми КР1533ТМ2, КР1533ТМ8, КР531ТВ9, КР555ИР16. З макету першої лабораторної роботи (див. рис. 1.7) використовуватиметься мікросхема КР1533ЛА3 (див. рис. 1.8) та мікросхема КР1533ЛН1, на якій слід зібрати тактовий генератор (див. рис. 1.11). З макету другої лабораторної роботи (див. рис. 1.19) використовуватиметься мікросхема КР1533ИР22.
На макеті (рис. 2.2) окрім зазначених мікросхем розташовані дві чорні (без фіксації) та одна червона кнопка (з фіксацією), чотири зелені індикаторні світлодіоди та гнізда з напругами лог. „0” та лог. „1”. Дві чорні кнопки дозволяють на відповідних гніздах створювати рівень лог. „0” при натисканні на них, а червона кнопка дозволяє створювати на відповідних гніздах по черзі то рівень лог. „1”, то рівень лог. „0”. Виходи всіх кнопок підключені до червоних індикаторних світлодіодів, коли на виходах кнопок присутня лог. „1”, то ці світлодіоди світяться.
У мікросхеми КР1533ТМ2 до всіх входів R i S підключено лог. „1”. До 5 виходу мікросхеми підключено жовтий індикаторний світлодіод.
3.3 Порядок виконання роботи
3.3.1 Дослідити роботу тригера, який зібрано на логічних елементах.
Для цього скласти схему, яка наведена на рис. 2.1 на макеті першої лабораторної роботи, схема підключення виводів мікросхеми КР1533ЛА3 до гнізд макета подана на рис. 1.8. Підключити індикаторні світлодіоди до прямого та інверсного виходів складеного тригера. Включити живлення макета першої лабораторної роботи.
Рисунок 2.2 — Зовнішній вигляд макета для дослідження тригерів та універсального регістру
На
входи
і
подавати по черзі рівень лог. „0” і
реєструвати стан виходу тригера, скласти
таблицю істинності (табл. 2.1). Увага!
Одночасна подача двох вхідних сигналів
лог. „0” заборонена!
Зробити висновки.
Відключити живлення макета першої лабораторної роботи.
3.3.2 Скласти тактовий генератор відповідно до пп. 1.3.3.1, 1.3.3.4 першої лабораторної роботи. Він використовуватиметься у подальших дослідженнях. Підключити живлення макета.
Таблиця 2.1 — Таблиця істинності під час роботи тригера, складеного на логічних елементах типу „2–І–НІ”
Входи |
Виходи |
||
|
|
|
|
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
|
|
3.3.3 Вивчити макет для дослідження тригерів (див. рис. 2.2).
3.3.4 Дослідження роботи тригерів в інтегральному виконанні.
3.3.4.1 Дослідити роботу тригера RS-типу в інтегральному виконанні. Для цього використати мікросхему КР1533ТМ2. Умовне графічне зображення мікросхеми КР1533ТМ2 наведено на рис. 2.3. У корпусі цієї мікросхеми знаходяться два тригери. До R і S входів цієї мікросхеми (будь-якого тригера, краще другого) підключити виходи двох чорних кнопок, а вихід тригера підключити до зеленого індикаторного світлодіода. По черзі натискаючи то одну, то інші чорні кнопки (одночасне натискання двох чорних кнопок заборонено!) дослідити роботу тригера і скласти таблицю істинності (табл. 2.2). Після складання таблиці всі з’єднання залишити незмінними.
Рисунок 2.3 — Умовне графічне зображення мікросхеми КР1533ТМ2
3.3.4.2 Скласти пристрій для уникнення деренчання контактів на одному з тригерів (краще першому) мікросхеми КР1533ТМ2 (рис. 2.4). Входи R, S цього тригера підключити до виходів червоної кнопки макета, яка дозволяє по черзі створювати на , входах рівень лог. „0”, і, відповідно, переключати тригер з одного стану в інший. Стан виходів кнопки, а відповідно і стан входів тригера, можна визначити за червоними світлодіодами, які розміщено біля виходів кнопки, до 5 виводу тригера підключено жовтий індикаторний світлодіод, за яким можна визначити стан виходу тригера. Вивід 5 тригера використовувати як вихід антидеренчального пристрою.
Таблиця 2.2 — Таблиця істинності під час роботи інтегрального тригера
Входи |
Виходи |
||
|
|
|
|
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
|
|
Натискаючи червону кнопку, перевірити і проаналізувати роботу пристрою. Зробити висновки.
Цей пристрій слід використовувати у всіх подальших дослідженнях, коли потрібно на будь-які входи подавати одиночний імпульс. При цьому завжди можна визначити зріз цього імпульсу — передній (світлодіод на виході антидеренчального пристрою не горить, при переключенні загоряється), або задній (світлодіод спочатку горить, після переключення гасне).
Рисунок 2.4 — Схема антидеренчального пристрою на мікросхемі КР1533ТМ2
3.3.4.3 Дослідити роботу двоступеневого тригера D-типу.
Використати схему складену при виконанні п. 3.3.4.1. Перед початком дослідження за допомогою кнопки, підключеної до входу S, тригер установити у стан лог. „1”. Вхід С досліджуваного тригера підключити до виходу антидеренчального пристрою. Вхід D по черзі підключати до лог. „0”, або лог. „1”. На вході С створювати різні фронти одиночного імпульсу за допомогою червоної кнопки. На входах і створювати рівні лог. „0” за допомогою чорних кнопок.
Дослідити роботу тригера D-типу і скласти таблицю істинності (табл. 2.3). За результатами досліду побудувати діаграму роботи тригера у часі. Зробити висновки про те, за яким фронтом вхідного сигналу проходить переключення тригера.
Таблиця 2.3 — Таблиця істинності під час роботи двоступеневого інтегрального тригера КР1533ТМ2
Входи |
Прямий вихід |
|||
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
0 |
|
1 |
1 |
|
0 |
|
1 |
1 |
|
1 |
|
1 |
1 |
|
1 |
|
0 |
1 |
|
|
|
1 |
0 |
|
|
|
Дослідити роботу тригера у режимі ділення на два. Вхід D підключити до інверсного виходу тригера. Перед початком дослідження за допомогою кнопки, підключеної до входу S, тригер встановити у стан лог. „1”. Скласти таблицю істинності (табл. 2.4), подавши один за одним чотири одиночних імпульси. За результатами досліду побудувати діаграму роботи тригера у часі.
Таблиця 2.4 — Таблиця істинності тригера під час роботи у режимі ділення частоти
Входи |
Прямий вихід |
|||
|
|
|
об’єднаний
з виходом
|
|
1 |
1 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
1 |
0 |
|
|
|
Відключити вхід С від антидеренчального пристрою і підключити його до виходу тактового генератора (див. п. 3.3.2). За допомогою осцилографа спостерігати сигнал на вході С і на виході Q тригера. Зарисувати осцилограми. Зробити висновки.
Залишити складеними тактовий генератор та антидеренчальний пристрій. Всі інші з’єднання розібрати.
3.3.4.4 Дослідити роботу двоступеневого універсального тригера JK-типу КР531ТВ9. Умовне графічне зображення цієї мікросхеми наведено на рис. 2.5. На макеті до гнізд підключено виводи лише одного з цих двох тригерів, причому вихід підключено лише прямий (див. рис.2.2).
Рисунок 2.5 — Умовне графічне зображення мікросхеми універсального JK–тригера КР531ТВ9
Виходи чорних кнопок підключити до входів і досліджуваного тригера. Вихід антидеренчального пристрою підключити до входу С тригера. Вихід тригера підключити до індикаторного світлодіоду. На входи J і K подавати рівні лог. „0” і лог. „1” відповідно до табл. 2.5. Скласти таблицю істинності роботи універсального тригера JK-типу. Зробити висновки.
Залишити складеним антидеренчальний пристрій. Всі інші з’єднання розібрати.
3.3.4.5 Дослідити роботу мікросхеми з чотирьох тригерів D-типу КР1533ТМ8.
У корпусі цієї мікросхеми знаходиться чотири тригери D-типу. Всі чотири тригери мають об’єднаний тактовий вхід С та об’єднаний вхід R установки тригерів у стан лог. „0”. Входу S тригери не мають. Умовне графічне зображення мікросхеми КР1533ТМ8 наведено на рис. 2.6.
Запис інформації (входи D1–D4) відбувається одночасно у всі чотири тригери за переднім фронтом тактового імпульсу на вході С. Скидання тригерів виконується одночасно при встановленні рівня лог. „0” на вході R.
На макеті у мікросхеми КР1533ТМ8 до гнізд підключено входи R, C, D1, D2, D3, D4 та прямі виходи Q1, Q2, Q3, Q4.
Підключити виходи тригерів до індикаторних світлодіодів. Вхід R підключити до однієї з чорних кнопок, вхід С підключити до виходу антидеренчального пристрою. На входах D1–D4 встановити заданий викладачем код. Скласти таблицю істинності роботи досліджуваного тригера. Зробити висновки.
Таблиця 2.5 — Таблиця істинності роботи універсального тригера JK-типу
Входи |
Прямий вихід |
||||
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
0 |
0 |
|
1 |
1 |
|
0 |
0 |
|
1 |
1 |
|
1 |
0 |
|
1 |
1 |
|
1 |
0 |
|
1 |
1 |
|
0 |
1 |
|
1 |
1 |
|
0 |
1 |
|
1 |
1 |
|
1 |
1 |
|
1 |
1 |
|
1 |
1 |
|
1 |
1 |
|
1 |
1 |
|
1 |
1 |
|
1 |
1 |
|
1 |
0 |
|
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
|
1 |
1 |
Підключити до тактового генератора (осцилограма) |
1 |
1 |
(осцилограма) |
1 |
1 |
Підключити до тактового генератора (осцилограма) |
0 |
0 |
(осцилограма) |
Рисунок 2.6 — Умовне графічне зображення мікросхеми КР1533ТМ8
Таблиця 2.6 — Таблиця істинності роботи мікросхеми КР1533ТМ8
Входи |
Виходи |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
Х |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
1 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
Залишити складеним антидеренчальний пристрій. Всі інші з’єднання розібрати.
3.3.5 Дослідження роботи регістрів. Дослідження провести для двох регістрів — регістра пам’яті (зберігання) та універсального регістра.
3.3.5.1 Дослідити роботу регістра пам’яті на мікросхемі КР1533ИР22. Мікросхема є восьмирозрядним паралельним регістром з третім станом виходів. Мікросхема має вісім інформаційних входів D0–D7, вісім інформаційних виходів Q0–Q7 і два входи керування: тактовий вхід С для запису інформації, вхід ERD — „Дозвіл читання”. Умовне графічне зображення мікросхеми паралельного регістра пам’яті подано на рис. 2.7. Мікросхема КР1533ИР22 знаходиться на макеті другої лабораторної роботи (див. рис. 1.19).
Рисунок 2.7 — Умовне графічне зображення мікросхеми паралельного регістра пам’яті КР1533ИР22
Регістр пам’яті дозволяє записувати у нього інформацію і зберігати незалежно від рівня сигналу на вході „Дозвіл читання”. Запис інформації відбувається при подачі на вхід С рівня лог. „1”. Читання інформації можливе тільки за наявності сигналу дозволу (лог. „0”) на вході ERD.
На інформаційних входах мікросхеми встановити код відповідно до табл. 2.7. Виходи мікросхеми підключити до індикаторних світлодіодів. Вхід управління С підключити до виходу антидеренчального пристрою. Сигнал на вхід управління виходом ERD подавати почерговим підключенням його до рівня лог. „1” , або лог. „0”, відповідно до табл. 2.7. Дослідити роботу мікросхеми при записі інформації, зберіганні як при відключених виходах, так і при підключених. Результати дослідження занести до табл. 2.7. Зробити висновки.
3.3.5.2 Дослідити роботу універсального регістра, який подано мікросхемою КР555ИР16. Умовне графічне зображення мікросхеми наведено на рис. 2.8. Мікросхема універсального регістра знаходиться на макеті третьої лабораторної роботи (див. рис. 2.2). Мікросхема універсального регістра може працювати як у режимі зберігання паралельного чотирирозрядного коду, так і у режимі послідовного зсуву інформації з молодшого у старший розряд, причому інформація у молодшому розряді поповнюється з входу для послідовного запису інформації, а інформації старшого розряду при зсуві втрачається.
Таблиця 2.7 — Таблиця істинності роботи мікросхеми КР1533ИР22
Входи |
Виходи |
||||||||||||||||
C |
ERD |
D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
Q7 |
Q6 |
Q5 |
Q4 |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Мікросхема КР555ИР16 має чотири інформаційні входи D3–D0, один вхід S1 (інформаційний вхід для послідовної інформації), чотири виходи Q3–Q0 і три входи управління: тактовий вхід С; вхід вибору режиму роботи Е — паралельний запис та зберігання (лог. „1”) або послідовний запис у молодший розряд та зсув інформації на виходах (лог. „0”); вхід дозволу виходу ERD (лог. „1”– дозвіл роботи, лог. „0” – третій стан).
Рисунок 2.8 — Умовне графічне зображення універсального регістра 555ИР16
На інформаційних входах D3–D0 та S1, а також на входах управління Е і ERD встановити код відповідно до табл. 2.8. Тактовий вхід С підключити до виходу антидеренчального пристрою. Виходи регістра Q3–Q0 підключити до індикаторних світлодіодів. Результати дослідження занести до табл. 2.8.
3.4 Зміст звіту
У звіті наводять:
— назву роботи;
— мету роботи;
— схему тригера на логічних елементах;
— умовні графічні зображення усіх досліджуваних тригерів та регістрів;
— таблиці істинності усіх досліджуваних тригерів та регістрів;
— висновки про особливості роботи кожного тригера та регістра.
Таблиця 2.8 — Таблиця істинності роботи універсального регістра КР555ИР16
Режим роботи |
Входи |
Виходи |
||||||||||
ERD |
E |
C |
S1 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
|
Паралель-ний запис |
1 |
1 |
|
Х |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
1 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
Зсув |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
1 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
Третій стан |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
0 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
Циклічний зсув |
1 |
1 |
|
Об’єднати з виходом Q3 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
||
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
||
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
||
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
||
3.5 Контрольні запитання
Який пристрій називають тригером?
Що є основою функціональних пристроїв послідовнісного типу?
3. Які бувають типи тригерів, у чому їх відмінність?
4. Як продемонструвати роботу тригера у часі?
5. Який пристрій називають регістром?
6. Які бувають типи регістрів?
7. Як працює паралельний регістр?
8. Як працює регістр зсуву?
9. Як у регістрах зсуву можна організувати циклічний зсув інформації?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4
ДОСЛІДЖЕННЯ ЦИФРОВИХ ЛІЧИЛЬНИКІВ
Цифровим лічильником імпульсів називають функціональний пристрій послідовного типу, який рахує імпульси, що надходять на його вхід, при цьому результат формує у необхідному коді і за необхідності зберігає його.
Лічильники будуються на основі тригерів двоступеневої структури.
Основою різних типів лічильників є двійкові лічильники.
4.1 Мета роботи
Дослідження цифрових лічильників різних типів і функціональних вузлів та їх використання.
4.2 Підготовка до виконання роботи
Під час підготовки до лабораторної роботи слід повторити матеріал, який стосується побудови цифрових лічильників, принципів їх функціонування тощо.
Основними параметрами будь-якого цифрового лічильника є модуль підрахунку, розрядність лічильника та його швидкодія.
За
модулем підрахунку лічильники поділяються
на двійкові та двійково-десяткові. У
двійкових лічильників кількість станів
його виходів складає
,
у двійково-десяткових — десять, або
кратне 10.
Розрядність лічильника може бути досить великою, але в інтегральному виконанні, як правило, використовуються чотирирозрядні лічильники.
Швидкодія лічильника визначається максимальною частотою вхідних імпульсів, які лічильник здатен підраховувати, та типом переносу або всередині лічильника, або між каскадно з’єднаними лічильниками. Тип цього переносу визначає тип лічильника — асинхронний та синхронний. Швидкодія синхронних лічильників вища.
Лічильники бувають прямого підрахунку, зворотного або реверсивні. Реверсивні лічильники дозволяють змінювати напрямок підрахунку, що призводить до одержання вихідного коду, який може як зростати, так і зменшуватись. Лічильники можуть мати додатковий вихід переносу, на якому формується інформаційний сигнал про те, що лічильник знаходиться у крайньому стані (на його виході або всі лог. „1”, або всі лог. „0”).
На основі лічильників будують функціональні вузли, які називають подільниками частоти. Подільник частоти (ПЧ)— це вузол, який призначений для ділення числа вхідних імпульсів на заданий коефіцієнт. ПЧ бувають зі змінним (ПЧЗКД) або постійним (ПЧПКД) коефіцієнтом ділення. ПЧЗКД можуть бути реалізовані на лічильниках, які програмуються. Такі лічильники дозволяють запис (установку) довільного коду, від якого проводитиметься відлік (підрахунок).
У даній лабораторній роботі використовується макет, який зображено на рис. 2.9. На макеті встановлено два синхронні двійкові реверсивні лічильники КР1533ИЕ7, три синхронних двійково-десяткових лічильники КР155ИЕ9, лічильник з дешифратором 561ИЕ8, а також дві кнопки з антидеренчальним пристроєм на основі мікросхеми КР1533ТМ2. Для індикації стану кнопок використовуються два жовті світлодіоди. Для індикації стану лічильників можуть використовуватись чотири зелені, чотири червоні і два жовтих світлодіоди. На макеті є декілька гнізд з напругою лог. „0” і лог. „1”.
4.3 Порядок виконання роботи
4.3.1 Вивчити макет для виконання лабораторної роботи (рис. 4.9).
4.3.2 Скласти тактовий генератор відповідно до пп. 1.3.3.1, 1.3.3.4 першої лабораторної роботи. Він використовуватиметься у подальших дослідженнях. Підключити живлення макету.
4.3.3 Вивчити роботу синхронного реверсивного двійкового лічильника.
Двійковий лічильник на макеті подано мікросхемою КР1533ИЕ7. Це чотирирозрядний реверсивний лічильник. Лічильник побудовано на чотирьох двоступеневих тригерах, дешифраторі і логічній схемі попередньої установки.
Рисунок 4.9 — Вид макета для дослідження роботи цифрових лічильників
Характерною особливістю мікросхеми є можливість її програмування (попередній запис паралельного коду). Лічильник має два лічильні входи „+1” і „–1” для підрахунку імпульсів у режимі додавання і підрахунку імпульсів у режимі віднімання, чотири інформаційні входи D3–D0 для паралельного запису попередньої інформації, вхід V для запису паралельного коду і вхід R для установки виходів лічильника у стан лог. „0”. Лічильник має чотири виходи —1, 2, 4, 8 і два виходи переносу Р+, Р-, на яких формуються імпульси при підрахунку в режимі додавання чи віднімання відповідно. Сформовані імпульси переносу мають за інформаційний рівень лог. „0”.
Підрахунок імпульсів відбувається по передньому зрізу тактового імпульсу.
Умовне графічне зображення мікросхеми КР1533ИЕ7 наведено на рис. 2.10.
Рисунок 2.10 — Умовне графічне зображення мікросхеми КР1533ИЕ7
4.3.3.1 Дослідження проводяться на мікросхемі, яка розташована у центрі верхнього ряду мікросхем макета.
Виходи лічильника слід підключити до червоних та зелених індикаторних світлодіодів.
До входів управління необхідно підключити виходи двох кнопок, які є на макеті. Це слід зробити так: вихід однієї з кнопок (5 вивід мікросхеми КР1533ТМ2) підключити до входу V запису інформації лічильника (11 вивід мікросхеми КР1533ИЕ7). Слід простежити, щоб на вхід V лічильника було подано рівень лог. „1” (має світитися жовтий світлодіод біля 5 виводу мікросхеми КР1533ТМ2). Вихід другої кнопки (9 вивід мікросхеми КР1533ТМ2) підключити до одного з лічильних входів (5 або 4 вивід мікросхеми КР1533ИЕ7), водночас на інший лічильний вхід слід подати рівень лог. „1”. До інформаційних входів D3–D0 слід підключити лог. „1” або лог. „0” відповідно до табл. 2.9. На входи, де є позначка Х, може бути підключено довільний сигнал, у зазначений момент часу він не впливає на роботу лічильника.
Дослідити роботу лічильника у статиці, подаючи на його входи сигнали, як вказано у табл. 2.9. Звернути увагу на те, за яким зрізом тактового сигналу відбувається зміна коду на виходах лічильника. До табл. 2.9 занести дані після подачі одного тактового імпульсу на кожний з лічильних входів. Дослідження ж проводити доти, поки лічильник не пройде всі можливі стани. Звернути увагу на момент появи сигналу переносу на відповідних виходах лічильника, про що зробити запис у відповідну графу табл. 2.9.
4.3.3.2 Дослідити роботу лічильника у динаміці. Відключити червоні та зелені світлодіоди від виходів лічильника. На вхід R подати рівень лог. „0”.
Таблиця 2.9 — Таблиця істинності роботи лічильника КР1533ИЕ7
Режим роботи лічильника |
Входи |
Виходи |
||||||||||||
R |
|
+1 |
-1 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
8 |
4 |
2 |
1 |
Р+ |
Р- |
|
Скид в „0” |
1 |
Х |
Х |
Х |
Х |
Х |
Х |
Х |
|
|
|
|
|
|
Запис |
0 |
0 |
Х |
Х |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
Зберігання |
0 |
1 |
Х |
Х |
Х |
Х |
Х |
Х |
|
|
|
|
|
|
Підрахунок у режимі додавання |
0 |
1 |
|
1 |
Х |
Х |
Х |
Х |
|
|
|
|
|
|
Підрахунок у режимі віднімання |
0 |
1 |
1 |
|
Х |
Х |
Х |
Х |
|
|
|
|
|
|
Об’єднати вихід Р+ із входом V, лічильний вхід “-1” підключити до лог. „1”, на інформаційних входах D3–D0 встановити код числа В (1011), підключити вихід тактового генератора до лічильного входу “+1”. Осцилограф почергово підключати до всіх виходів лічильника та тактового входу, зарисувати осцилограму на виході Р+.
Змінити підключення так: об’єднати вихід Р- з входом V, лічильний вхід “+1” підключити до лог. „1”, на інформаційних входах D3–D0 встановити код числа 3 (0011), підключити вихід тактового генератора до лічильного входу “-1”. Осцилограф почергово підключати до всіх виходів лічильника та тактового входу, зарисувати осцилограму на виході Р-.
Зробити висновки.
4.3.4 Вивчити роботу синхронного двійково-десяткового лічильника КР155ИЕ9.
Мікросхема КР155ИЕ9 є універсальним двійково–десятковим синхронним лічильником, що програмується. Мікросхема має чотири інформаційні входи D3–D0, один лічильний вхід С, вхід V1 для запису інформації, управляючий вхід V2, який дозволяє підрахунок, управляючий вхід V3, який дозволяє враховувати переніс з попереднього каскаду, вхід скиду R (установка виходів лічильникам у лог. „0”), чотири виходи 1, 2, 3, 4 і вихід переносу Р+. Лічильник працює лише у режимі додавання. Інформаційний сигнал переносу має рівень лог. „1”. При зовнішньому об’єднанні виходу переносу (через інвертор) із входом запису V1 можна отримати лічильник, що програмується, з довільним коефіцієнтом ділення, який визначається за формулою:
,
де
—
десяткове число, код якого записується
у лічильник через інформаційні входи
D3–D0.
Вихідна частота, яка буде отримана на виході переносу Р+ визначатиметься за формулою:
,
де
— частота тактового генератора, яка
подається на лічильний вхід.
Умовне графічне зображення мікросхеми подано на рис. 2.11.
Рисунок 2.11 — Умовне графічне зображення мікросхеми КР155ИЕ9
4.3.4.1 Дослідження слід проводити на мікросхемі КР155ИЕ9, яка встановлена у правому верхньому кутку макета. Для дослідження роботи мікросхеми у статиці виводи лічильника слід підключити до червоних світлодіодів, вихід переносу — до зеленого. Одну з кнопок (5 вивід мікросхеми КР1533ТМ2) слід підключити до входу запису лічильника V1 (9 вивід мікросхеми 155ИЕ9), вихід другої кнопки — до лічильного входу мікросхеми (2 вивід). Слід мати на увазі, що входи управління V2 і V3 на макеті вже підключені до рівнів лог. „1”, тому ці з’єднання додатково виконувати не слід. На інформаційних входах D3–D0 слід встановити код, зазначений у табл. 2.10.
Таблиця 2.10 — Таблиця істинності роботи лічильника КР155ИЕ9
Режим роботи лічильника |
Входи |
Виходи |
||||||||||||
R |
V1 |
V2 |
V3 |
C |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
4 |
3 |
2 |
1 |
Р+ |
|
Скидання в «0» |
0 |
Х |
Х |
Х |
Х |
Х |
Х |
Х |
Х |
|
|
|
|
|
Запис |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
Зберігання |
1 |
1 |
0 |
x |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
1 |
1 |
x |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Підрахунок |
1 |
1 |
x |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дослідити роботу лічильника у статиці подаючи на його входи сигнали, як зазначено у табл. 2.10. Звернути увагу, за яким зрізом тактового сигналу відбувається зміна коду на виходах лічильника. До табл. 2.10 занести дані після подачі одного тактового імпульсу. Дослідження ж проводити доти, поки лічильник не пройде всі можливі стани. Звернути увагу на момент появи сигналу переносу на відповідному виході лічильника, про що зробити запис у відповідну графу табл. 2.10.
4.3.4.2 Дослідити роботу лічильника у динаміці. Відключити червоні світлодіоди від виходів лічильника. На вхід R подати рівень лог. „1”.
Об’єднати вихід Р+ із входом V1 через інвертор (використати мікросхему 1533ЛА3 з макета першої лабораторної роботи), на інформаційних входах D3–D0 встановити код числа 4 (0100), підключити вихід тактового генератора до лічильного входу С. Осцилограф почергово підключати до всіх виходів лічильника та тактового входу, зарисувати осцилограму на виході Р+.
Зробити висновки.
4.3.5 Вивчити роботу десяткового лічильника з дешифратором.
Такий лічильник подано мікросхемою 561ИЕ8. Умовне графічне зображення цієї мікросхеми наведено на рис. 2.12.
Рисунок 2.12 — Умовне графічне зображення мікросхеми 561ИЕ8
Лічильник має два тактових входи С1 (підрахунок відбувається за переднім фронтом імпульсу) і С2 (підрахунок відбувається за заднім фронтом імпульсу), вхід скидання R, десять виходів Q10–Q1, вихід переносу Р. Цей лічильник має вбудований дешифратор, тому при підрахунку вхідних імпульсів інформація на виходах лічильника одразу отримується як у дешифраторі: імпульс (лог. „1”) з’являється лише на відповідному виході лічильника, на всіх інших виходах буде рівень лог. „0”. Об’єднання будь-якого виходу із входом скидання R дозволяє створити лічильник, що програмується, з коефіцієнтом ділення від 2 до 10.
4.3.5.1 Дослідити роботу десяткового лічильника з дешифратором у статиці.
Виходи мікросхеми підключити до 10 світлодіодів (чотири червоного, чотири зеленого і два жовтого кольору). Тактовий вхід С1 підключити до виходу однієї з кнопок (наприклад, вивід 5 мікросхеми 1533ТМ2). На другий тактовий вхід слід подати рівень лог. „0”, на вхід скидання R також слід подати рівень лог. „0”. Подавати тактові сигнали від кнопки і спостерігати за індикаторними світлодіодами. Результати досліджень навести у вигляді діаграм у часі. Під час дослідження визначити, за яким зрізом тактового сигналу відбувається зміна стану лічильника.
Дослідити роботу лічильника як подільника частоти. З цією метою будь-який (зафіксувати) вихід лічильника об’єднати із входом скидання R, крім того підключити світлодіод до виходу переносу Р. Подавати одиночні імпульси на тактовий вхід і спостерігати за індикаторними світлодіодами, особливо за тим, що підключений до виходу переносу Р. Зробити висновки.
4.3.5.2 Дослідити роботу десяткового лічильника з дешифратором у динаміці.
Лічильний вхід С1 підключити до тактового генератора. Осцилограф підключити до виходу переносу. Порівняти вхідну і вихідну частоти. Зробити висновки.
4.3.6 Вивчити роботу декадного подільника частоти
Декадний подільник частоти (ДПЧ) виконано на трьох синхронних двійково–десяткових лічильниках КР155ИЕ9 (рис. 2.13). Проаналізувати подану схему. Пояснити об’єднання всіх входів управління.
Рисунок 2.13 —Схема електрична принципова тридекадного синхронного подільника частоти на мікросхемах КР155ИЕ9
До лічильного входу лічильника DD1 підключити тактовий генератор. Осцилограф почергово підключати до тактового входу і виходів переносу всіх трьох лічильників. Зробити висновки.
4.4 Зміст звіту
У звіті навести:
назву роботи;
мету роботи;
умовні графічні зображення досліджуваних лічильників;
таблиці істинності;
схему електричну тридекадного подільника частоти;
осцилограми;
висновки.
4.5 Контрольні запитання
1. Які функції виконують лічильники?
2. Який основний елемент використовується при побудові лічильників?
3. За якими ознаками можна класифікувати лічильники?
4. Які є різновиди лічильників?
5. Які переваги мають синхронні лічильники?
6. З якою метою передбачена функція реверсу у лічильників?
7. З якою метою лічильники програмують?
8. Для чого існує вихід переносу у лічильників?
9. Що таке подільник частоти?
10. Як створити багатокаскадний подільник частоти?
11. З якою метою створені подільники частоти зі змінним коефіцієнтом ділення?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5
ДОСЛІДЖЕННЯ ПРИСТРОЇВ ПАМ’ЯТІ
Для короткочасного зберігання цифрової інформації використовують зазвичай регістри. За необхідності зберігання значних об’ємів інформації використовують функціональні пристрої, які називають пристроями пам’яті (ПП).
Застосування ПП дозволяє максимально спростити апаратну частину електронних пристроїв. Мікросхеми пам’яті постійно удосконалюються. В основному напрямок розвитку у сфері ПП — це збільшення об’єму інформації, яку можна зберігати у конкретній мікросхемі, збільшення її швидкодії та зменшення споживання цією мікросхемою.
Загалом ПП поділяються на два класи: пристрої постійної пам’яті (ППП), англійською це — ROM (Read–Only–Memory), і пристрої оперативної пам’яті (ПОП), англійською — REM (Random Access Memory).
ППП можуть зберігати записану у них інформацію тривалий час, навіть при відключенні джерела живлення. З ППП інформація може лише зчитуватись.
ПОП, їх ще називають пристрої пам’яті з довільною вибіркою, зберігають записані дані лише під час виконання поточних операцій і при відключенні джерела живлення вся записана інформація втрачається. ПОП поділяються на статичні і динамічні. У перших елементом пам’яті є тригер, у других — ємність переходів транзистора. Саморозряд ємності веде до втрати записаних даних, тому такі ПП потребують періодичної регенерації, а це в свою чергу потребує спеціальних технічних рішень. Динамічні ПОП мають значно більший об’єм пам’яті, ніж статичні, але керування статичними ПОП простіше, тому під час проектування різних електронних пристроїв надають перевагу статичним. Англійською статичні ПОП називають SRAM (Static RAM), а динамічні DRAM (Dynamic RAM).
У цифровій електроніці одиницею вимірювання кількості інформації є один біт. Це кількість інформації, яка відповідає одному розряду двійкового кодового слова. Чисельно біт може приймати значення лог. „0” або лог. „1”. У ПП інформація про один біт зберігається в одному елементі пам’яті. Коли інформація подається вісьмома бітами, то таке кодове слово називається байтом.
5.1 Мета роботи
Дослідження роботи пристрою статичної оперативної пам’яті.
5.2 Підготовка до виконання роботи
Під час підготовки до лабораторної роботи слід повторити матеріал, який стосується пристроїв оперативної статичної пам’яті.
Найважливішими параметрами будь-якого ПОП є інформаційна ємність, організація та швидкодія.
Інформаційна ємність — це максимально можливий об’єм інформації, яка може зберігатися у ПОП, одиниця вимірювання — біти або байти.
Організація ПОП — добуток числа слів, які зберігаються у ПОП, на їх розрядність:
,
де — інформаційна ємність ПОП;
— кількість одиночних елементів пам’яті,
які є у ПОП;
— розрядність слів, при зберіганні
інформації.
З цього виразу видно, що при одній і тій самій інформаційній ємності організація ПОП може бути різною.
Швидкодія
ПОП — це час, який потрібен для запису
або зчитування одного інформаційного
слова. Час зчитування — це інтервал
часу між подачею сигналу зчитування та
появою зчитаного слова на виході
мікросхеми. Час запису — це інтервал
часу між подачею сигналу запису та самим
процесом запису інформації. Мінімальний
час між двома послідовними діями запис–
запис, або запис–зчитування утворюють
відповідний цикл, який і визначає
швидкодію даного ПОП. Тривалість сигналів
позначається буквою
.
Роботу ПП характеризують за допомогою часових діаграм, які показують співвідношення між часом сигналів установки адреси, запису–зчитування, вибору мікросхеми та отримання (встановлення) самих даних (рис. 2.14, 2.15).
Рисунок 2.14 — Діаграми процесу зчитування інформації у часі
Рисунок 2.15 — Діаграми процесу запису інформації у часі
Статичні ПОП поділяються на асинхронні та синхронні (такі, що тактуються). На рис. 2.14 і 2.15 показані часові для синхронних ПОП, де як сигнал тактування використовується сигнал вибору мікросхеми. У сучасних ПОП це є найпоширеніший принцип роботи. В асинхронних статичних ПОП сигнал тактування не використовується, тому організація їх роботи простіша.
У даній лабораторній роботі використовується макет (рис. 2.16), на якому встановлена мікросхема статичного асинхронного ПОП типу 541РУ2.
Рисунок 2.16 — Вид макета для дослідження роботи пристрою оперативної статичної асинхронної пам’яті
Ця мікросхема має організацію 1Кх4. Умовне графічне зображення мікросхеми наведено на рис. 2.17. Ця мікросхема має особливість: дані під час запису і зчитування подаються на одні й ті самі виводи. Мікросхема виконана за технологією І2Л з використанням ТТЛ, тобто мікросхема має для вхідних, вихідних і сигналів управління ТТЛ-рівень. Умови роботи мікросхеми наведені у табл. 2.11.
На макеті лабораторної роботи обмежений доступ до деякої області пам’яті досліджуваної мікросхеми, з цією метою виводи 1, 2, 3, 15, 16, 17 об’єднані і підключені до рівня лог. „0”. Отже для дослідження доступні лише 16 комірок пам’яті за адресами А3–А0.
Таблиця 2.11 — Таблиця істинності роботи мікросхеми 541РУ2
Режими роботи |
Входи управління |
Адресні входи |
Інформаційні входи–виходи |
||
|
|
|
|
|
|
Зберігання |
1 |
Х |
Х |
Х |
Z |
Запис лог. „1” |
0 |
0 |
|
1 |
Z |
Запис лог. „0” |
0 |
0 |
|
0 |
Z |
Зчитування |
0 |
1 |
|
X |
D |
Рисунок 2.17 —Умовне графічне зображення мікросхеми 541РУ2
5.3 Порядок виконання роботи
5.3.1 Вивчити макет лабораторної роботи. Звернути увагу на наявність антидеренчального пристрою на макеті (мікросхема КР1533ТМ2 та дві кнопки). У даній лабораторній роботі також використовується мультиплексор 589АП16, який розташовано та макеті другої лабораторної роботи.
5.3.2 Підготувати мікросхему ПОП до дослідження. Для цього вхід управління „Вибір мікросхеми” підключити до однієї з кнопок, вхід управління записом–зчитуванням інформації підключити до другої кнопки. Слід встановити на виходах обох кнопок рівень лог. „1”.
5.3.3 Скласти схему для дослідження мікросхеми ПОП (рис. 2.18), де інформаційні входи–виходи мікросхеми підключаються до входів каналу В3–В0 мультиплексора. Вхід С мультиплексора підключити до сигналу лог. „0”. Вхід А мультиплексора об’єднати зі входом управління записом–зчитуванням ПОП. Це з’єднання дозволить підключати інформаційні входи D3–D0 ПОП до каналу А3–А0 мультиплексора під час запису інформації, а при зчитуванні даних — до каналу С3–С0 мультиплексора. Отже на входах А3–А0 мультиплексора встановлюватимуться дані для запису інформації у ПОП, а на виходах С3–С0 відображатиметься інформація, яка зчитуватиметься з ПОП. До виходів мультиплексора С3-С0 підключити індикаторні світлодіоди. Всі використовувані кнопки використовуються разом з антидеренчальним пристроєм.
Рисунок 2.18 — Підключення інформаційних входів мікросхеми 541РУ2 до мультиплексора 589АП16
5.3.4 Дослідити роботу ПОП. Слід звернути увагу, що на входи А3–А0 мікросхеми 589АП16 подаються коди інформації, які будуть записані у ПОП. На входи А3–А0 мікросхеми 541РУ2 слід подавати коди адрес комірок пам’яті, в які має бути записана інформація (табл. 2.12). Дані для запису скласти самостійно. Адреси можна встановлювати вручну, підключаючи відповідні рівні лог. „0” та лог. „1” до адрес А3–А0 мікросхеми 541РУ2, або можна використати лічильник КР1533ИЕ7 з попередньої лабораторної роботи (рис. 2.19).
5.3.4.1 Провести запис інформації у мікросхему 541РУ2. Встановити першу адресу на адресних входах мікросхеми ПОП відповідно до табл. 2.12. Встановити перші дані (підготовлені самостійно і зафіксовані у другій колонці табл. 2.12). Встановити за допомогою кнопки на вході рівень лог. „0”. Провести запис інформації, натискаючи кнопку (лог. „0”), яка підключена до входу . Перевести останню кнопку у стан лог. „1”. Після цього змінити адресу і дані, а процес запису повторити. Увага! Якщо адреса не була змінена, то нові дані будуть записані за попередньою адресою, а попередні дані будуть втрачені.
5.3.4.2 Прочитати записану інформацію з ПОП. Читання можна виконувати у довільному порядку. Для цього кнопка, яка підключена до входу управління записом – зчитуванням має знаходитись весь час у стані лог. „1”. Зміна адреси на адресних входах мікросхеми 541РУ2 призводитиме до зчитування інформації, що можна спостерігати на індикаторних світлодіодах, які підключені до виходів мультиплексора С3–С0. Отриманий результат продемонструвати викладачеві, а дані занести у відповідні колонки табл. 2.12. Зробити висновки.
Рисунок 2.19 — Схема підключення двійкового лічильника КР1533ИЕ7 для формування адреси ПОП
5.4 Зміст звіту
У звіті наводять:
— назву роботи;
— мету роботи;
— умовне графічне зображення ПОП;
— таблицю режимів роботи ПОП;
— схему підключення мікросхеми 541РУ2 до мультиплексора 589АП16;
— таблицю з результатами дослідження;
— у разі використання лічильника для формування адреси ПОП схему його підключення;
— висновки.
5.5 Контрольні запитання та завдання
Що таке пристрій пам’яті?
Які є види пам’яті?
Які є види оперативної пам’яті?
Які є види постійної пам’яті?
5. Які основні параметри пристрою пам’яті?
6. У яких одиницях вимірюється інформація?
7. Зобразіть часову діаграму під час запису інформації в ПОП.
8. Зобразіть часову діаграму під час зчитування інформації з ПОП.
Таблиця 2.12 — Результати дослідження запису і зчитування інформації у мікросхему 541РУ2
Код адреси (А3-А0 мікросхеми 541РУ2) |
Дані для запису (А3-А0 мікросхема 589АП16) |
Дані під час зчитування інформації (С3-С0 мікросхема 589АП16), |
||||||
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
|
0000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0001 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0010 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0011 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0101 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0111 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1001 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1010 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1011 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1101 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1111 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6
ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАЛЕЛЬНОГО ІНТЕРФЕЙСУ, ЩО ПРОГРАМУЄТЬСЯ
У пристроях, які виконують обмін паралельними даними, використовуються цифрові елементи, які називають адаптерами, інша їх назва — шинні формувачі, порти, інтерфейси. Деякі адаптери можуть програмуватись. Можливість програмування адаптерів забезпечує їм широке застосування.
6.1 Мета роботи
Дослідження роботи паралельного інтерфейса, що програмується.
6.2 Підготовка до виконання роботи
Паралельний інтерфейс, що програмується (ПІП), призначений для вводу/ виводу цифрової інформації. Базова структура паралельного адаптера подана мікросхемою К580ВВ55А. Ця мікросхема є однокристальним пристроєм, яка забезпечує паралельний ввід/вивід інформації, що ще називається двонаправленим обміном інформації.
ПІП
К580ВВ55А має три 8-бітні двонаправлені
порти (рис. 2.20)— порт А, порт В, порт С, а
також внутрішній регістр — регістр
управляючого слова (РУС). Кожен з портів
А, В, С має внутрішній вхідний та вихідний
регістри і двонаправлений шинний
формувач. Кожен з портів А, В, С по черзі
(вибирається за допомогою адреси) може
бути підключений до вхідної шини (D7-D0).
В разі, коли порти працюють на вивід
інформації, вони діють як регістри,
тобто інформація в них зберігається до
запису нової інформації. В разі,
коли порти працюють на ввід інформації,
інформація на шині (D7-D0)
зберігається лише на час дії сигналу
,
коли подано сигнал вибору мікросхеми
.
Таким чином, мікросхема К580ВВ55А має
третій стан лише на в
ході.
Рисунок 2.20 — Умовне графічне зображення мікросхеми паралельного інтерфейса К580ВВ55А, що програмується
Ще однією особливістю даного пристрою є те, що порт С, на відміну від портів А і В, може бути розбитий на напівбайти, якими можна управляти нарізно, крім того, у порті С можна управляти кожним розрядом окремо. Канал А та старші 4 розряди каналу С можуть використовуватись одночасно для створення 12-розрядного слова, так само можуть об’єднуватись канал В і 4 молодші розряди каналу С.
Для управління мікросхемою використовуються такі входи:
1) адресні входи А1,А0 — дозволяють доступ до одного з трьох портів та до РУС (табл. 2.13);
2) вхід вибору мікросхеми — дозволяє роботу з мікросхемою при рівні сигналу лог. «0»;
3)
вхід скидання
(RESET)
— при подачі управляючого сигналу (лог.
«1») дозволяє записати в РУС управляюче
слово, яке програмує мікросхему на ввід
інформації (режим 0), при цьому інформація
з портів А, В, С може бути зчитана на
вході мікросхеми (D7-D0);
4)
вхід запису інформації
— дозволяє запис інформації у вибраний
порт при рівні сигналу лог. «0»;
5) вхід зчитування інформації — дозволяє зчитування інформації з вибраного порту при рівні сигналу лог. «0».
Таблиця 2.13 — Адресація портів мікросхеми К580ВВ55А
Адресні входи |
Вихідні порти або РУС |
|
А1 |
А0 |
|
0 |
0 |
порт А |
0 |
1 |
порт В |
1 |
0 |
порт С |
1 |
1 |
РУС |
Структура і значення бітів під час формування управляючого слова подана на рис. 2.21.
Перед початком роботи ПІП має бути запрограмований на визначений режим роботи за допомогою управляючого слова. Управляюче слово може бути лише записане, прочитати його з інтерфейсу немає можливості, тому при виборі адреси РУС на вхід подавати сигнал читання (лог. «0») заборонено.
Слід мати на увазі, що одночасна подача управляючих сигналів і дає невизначений результат, тому такої комбінації сигналів слід уникати.
У даній лабораторній роботі досліджується робота мікросхеми лише в режимі «0», це слід врахувати під час визначення управляючого слова. Режим «0» — це простий ввід/вивід даних; режим «1» — це ввід/вивід даних зі стробування; режим «2» — двонаправлений канал обміну даними, де обмін виконується через канал А, а для організації обміну використовується 5 ліній каналу С, під час роботи у режимі «2» канал В не використовується.
Зовнішній вигляд макету для дослідження мікросхеми ППІ К580ВВ55А наведено на рис. 2.16. Слід звернути увагу, що до гнізд макета підключено всі вісім вхідних виводів, а в вихідних каналах А, В, С — лише по чотири молодших розряди.
6.3 Порядок виконання роботи
6.3.1 Вивчити макет лабораторної роботи для дослідження ПІП (рис. 2.16).
6.3.2 Визначити структуру та код управляючого слова для роботи мікросхеми в режимі «0» та виводу інформації у всі три порти А, В, С.
Рисунок 2.21 — Структура управляючого слова для мікросхеми К580ВВ55А
6.3.3 На входи i подати сигнали з рівнем лог. «0».
6.3.4 Входи і підключити до виходів кнопок (з антидеренчальним пристроєм) аналогічно попереднім лабораторним роботам. У початковому стані на ці входи має подаватись сигнал лог. «1».
6.3.5 Молодші розряди портів А, В, С підключити до індикаторних світлодіодів.
6.3.6 Визначений у п. 6.3.2 код управляючого слова встановити на входах мікросхеми (D7-D0). На входах адреси встановити адресу РУС (А1 – лог. «1», А0 – лог. «1»). Використовуючи кнопку, яка підключена до входу , подати на цей вхід сигнал лог. «0» (записати управляюче слово в РУС), по закінченні запису на вході має бути встановлено сигнал лог. «1».
6.3.7 Записати довільну інформацію в кожен з портів А, В, С (аналогічно п. 6.3.6), встановлюючи її на входах D3-D0 і вибираючи адресу відповідного каналу. Спостерігати за індикаторами, підключеними до виходів всіх портів. Результати занести до табл. 2.14.
Таблиця 2.14 — Результати дослідження мікросхеми К580ВВ55А під час запису інформації
Адреса портів |
Код на входах D3-D0 |
Код на виходах РА3-РА0 |
Код на виходах РВ3-РВ0 |
Код на виходах РС3-РС0 |
|
А1 |
А0 |
||||
0 |
0 |
|
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
|
1 |
0 |
|
|
|
|
6.3.8 На вхід подати сигнал лог. «1» і спостерігати за світлодіодами, підключеними до всіх виходів портів А, В, С, зробити висновки. Повернути на вхід сигнал лог. «0».
6.3.9 На вхід подати сигнал лог. «1», спостерігати за світлодіодами, підключеними до всіх виходів портів А, В, С, зробити висновки. Повернути на вхід сигнал лог. «0».
6.3.10 Відключити світлодіоди від виходів портів А, В, С. На цих виходах встановити довільні коди. Світлодіоди підключити до входів D3-D0 мікросхеми К580ВВ55А. Прочитати інформацію з портів А, В, С, змінюючи адресу на входах А1-А0 і подаючи на вхід сигнал лог. «0», результати занести до табл. 2.15, зробити висновки.
6.4 Зміст звіту
У звіті наводять:
— назву роботи;
— мету роботи;
— умовне графічне зображення ПІП;
— код управляючого слова;
— результати досліджень за пп. 6.3.7 - 6.3.10;
— висновки.
Таблиця 2.15 — Результати дослідження мікросхеми К58055А під час зчитування інформації
Адреса портів |
Код на виходах РА3-РА0 |
Код на виходах РВ3-РВ0 |
Код на виходах РС3-РС0 |
Код на входах D3-D0 |
|
А1 |
А0 |
||||
0 |
0 |
|
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
|
1 |
0 |
|
|
|
|
6.5 Контрольні запитання
1. Які типи пристроїв призначені для двонаправленої передачі даних?
2. Яка структура паралельного інтерфейсу, що програмується?
3. Для чого призначене управляюче слово?
4. Чи є можливість прочитати управляюче слово з ППІ?
5. На яких виводах мікросхеми ППІ може спостерігатись третій стан?
6. Чи є заборонена комбінація управляючих сигналів?
7. Як настроїти ПІП на ввід інформації, не використовуючи запис управляючого слова?
8. Чи зберігається інформація в портах А, В, або С після закінчення діє сигналу запису?
