2.3 Схема формування сигнатури

Схема формування сигнатури, складається з 16-розрядного регістра зсуву і суматора по модулю 2, на входи якого поступають сигнали зворотного зв'язку та вхідні дані для сигнатурного аналізу. Сигнали зворотного зв'язку беруться з розрядів 7, 9, 12 і 16 регістра зсуву, причому послідовне введення даних в регістр здійснюється з боку молодшого біта. Дані, що фіксуються в регістрі після зупинки вводу, є сигнатурою.

Для реалізації цієї схеми використовуються дві ІС КР1533ИР8 DD10, DD11, кожна з яких має 8-розрядний регістр зсуву, і ІС КР1533ЛП5 DD8, що містить чотири вентилі виключне АБО, з яких організовується суматор по модулю 2.

Мікросхема КР1533ИР8 є восьмирозрядним регістром зсуву з послідовним завантаженням і паралельним вивантаженням (рис. 2.4). Наявність двох входів послідовного завантаження А і В дозволяє використовувати один з них для управління завантаженням даних: низький рівень напруги хоч би на одному з них по позитивному фронту тактового імпульсу встановлює перший тригер регістра в стан низького рівня напруги, в той же час високий рівень напруги на вході управління, дозволяє по іншому входу здійснювати ввід даних в послідовному коді. Низький рівень напруги на вході R асинхронно встановлює усі виходи мікросхеми в стан низького рівня напруги.

Таблиця істинності
Входи				Виходи
	С	A	B	Q1	Q2	…	Q8
0				0	0	…	0
1	0			Q10	Q20	…	Q80
1		1	1	1	Q10	…	Q70
1		0		0	Q10	…	Q70
1			0	0	Q10	…	Q10

а) б)

Рисунок 2.4 – Умовне графічне позначення (а) та таблиця істинності

ІС КР1533ИР8 (б)

Результати моделювання схеми формування сигнатури наведені на рис. 2.5.

Рисунок 2.5- Результати моделювання схеми формування сигнатури

Відповідно до порядку роботи аналізатора регістр зсуву заздалегідь встановлюється в нульовий стан, і до вступу сигналу пуску синхросигнали на нього подаватися не повинні. Після відкриття сигнатурного вікна синхросигнали починають поступати на регістр, і з вхідних даних формується їх сигнатура. Після закінчення вікна дані що знаходяться в регістрі можуть бути зафіксовані в пам'яті індикатора (чи в 8-розрядних регістрах, якщо використовується інтерфейс ЕОМ). Схема встановлюється в початковий стан і готова до вступу чергового пускового сигналу.

2.4 Схема відображення та виводу сигнатури

Після приходу сигналу «Стоп», блокується проходження сигналів синхронізації на регістр зсуву, при цьому на індикаторах відображується інформація отримана в регістрі зсуву, як "сигнатура" вузла, що перевіряється .

Залишок, сформований в регістрі зсуву DD3 та DD4, при одержанні сигналу фіксується в 8- розрядних регістрах КР1533ИР22 DD13, DD14 , які виконують функції пам’яті схеми відображення сигнатури.

Ця мікросхема спроектована спеціально для управління великою ємністю або відносно низькоомним навантаженням (рис. 2.6). Застосування виходу з трьома станами і збільшена здатність навантаження в порівнянні із стандартними мікросхемами серії КР1533 забезпечує можливість роботи безпосередньо на магістраль в системах з магістральною організацією без додаткових схем інтерфейсу. Усе це дозволяє використовувати КР1533ИР22 як регістра, буферного регістра, регістру вводу-виводу, магістрального передавача та ін.

Базовий елемент мікросхеми - D-тригер - спроектований за типом прохідної клямки. При високому рівні напруги на вході стробування інформація проходить з входу на вихід мікросхеми минувши тригер, звідси висока швидкодія. При подачі напруги низького рівня на вхід С включається зворотний зв'язок і регістр переходить в режим зберігання.

Таблиця істинності
Входи			Виходи
	С	D	Q	…
0	1	1	1	…
0	1	0	0	…
0	0		Q0	…
1			Z	…
Z- стан високого імпедансу

а) б)

Рисунок 2.6 – Умовне графічне позначення (а) та таблиця істинності

ІС КР1533ИР22 (б)

Високий рівень напруги на вході ЕZ переводить виходи мікросхеми в стан високого імпедансу, проте, при цьому, в регістр може записуватися нова інформація або зберігатися попередня. Схема управління третім станом спроектована таким чином, що при зниженні напруги живлення приблизно до 3В вона переводить виходи мікросхеми в третій стан незалежно від інформації на вході ЕZ. Ця особливість дозволяє виключити наскрізні струми під час включення і виключення живлення при використанні мікросхеми в системах з магістральною організацією.

Інформація з цього регістра відображається як "сигнатура" вузла, що перевіряється, в стандартному 16-ричному форматі.

Схема індикації сигнатури, зареєстрованої в аналізаторі, приведена на рис 2.7. З виходів регістрів DD13, DD14 після завершення формування сигнатури інформація передається на дешифратори К514 ИД4 DD17 – DD20.

Мікросхеми К514 ИД4 - дешифратори 4 - розрядного двійкового коду в сигнали 7 - сегментного коду. Призначені для управління напівпровідниковими цифро - буквеними індикаторами на основі світлодіодних структур з роз'єднаними анодами.

Дешифрування вхідних сигналів здійснюється при встановленні низьких логічних рівнів на входах Е і У.

Рисунок 2.7- Схема індикації сигнатури

Сигнал високого логічного рівня, Е (гасіння), що поступає на вхід, переводить усі виходи дешифратора в стани логічних нулів (незалежно від вхідної інформації), при цьому усі сегменти індикатора гаснуть.

Якщо в деякий момент роботи мікросхеми на вхід У надходить сигнал високого рівня, а на вході Е зберігається рівень логічного 0, то інформаційні входи відключаються, а на виходах мікросхеми запам'ятовується попередня інформація, яка зберігається до моменту зняття з входу У напруги високого рівня. Виходи кожного дешифратора подаються на відповідні елементи індикації (семисегментний індикатор) HG1-HG4. Використовуються чотири семисегментних індикатора АЛС333А.

Схеми індикатора і аналізатора працюють асинхронно. Під час процесу формування сигнатури індикатори сигнатури знаходяться в погашеному стані. Сигнал гасіння Г (RUN) високого рівня надходить з виходу елемента DD2.1.

Розроблений сигнатурний аналізатор відносно простий, але є цілком працездатним приладом і коштує значно дешевше за аналізатори, що випускаються промисловістю. Для спрощення процесу тестування початкова конфігурація включає чотири світлодіодних цифрових індикатора і тому пристрій функціонує як автономний сигнатурний аналізатор.

Однак наведений аналізатор за своїми характеристиками багато в чому аналогічний серійним приладам і його побудова передбачає можливість сполучення з мікроЕОМ.

За сигналом LDATA , який формує мікросхема DD9.2 дані з регістра зсуву DD3 та DD4 фіксуються і в 8-розрядних регістрах КР1533ИР22 DD15, DD16, що використовуються, як інтерфейс ЕОМ. Виводи цих регістрів паралельно об’єднані між собою в один 8-бітовий канал. За допомогою адресного сигналу А0 який надсилає ЕОМ та інвертора DD6.6 можливо по черзі переводити один із регістрів DD15 або DD16, в стан з високим імпедансом, а з іншого через 8-бітовий канал зчитувати інформацію. Сигнал , який формує ІС DD12 може бути використаний в якості сигналу переривання для мікро-ЕОМ, якщо декодування та індикація сигнатур здійснюються з її використанням.

При розробці друкованої плати за принциповою схемою пристрою було використано аппаратно-програмну систему Proteus.Етапи її створення були наведені на рис 2.7-2.8

Рис 2.7 Створення моделі друкованої плати за принциповою схемою

Рис 2.8 Автотрасування друкованих провідників в системі Proteus

Рис.2.9 - 3D модель розробленої плати