Структурная схема устройства

Структурная схема устройства формирования управляющих сигналов с «жесткой» логикой работы приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема устройства

Устройство содержит генератор тактовых импульсов, рассчитанный на заданную частоту, и формирователь, вырабатывающий в цикле из восьми тактов работы генератора, пять управляющих сигналов с заданными временными диаграммами. Устройство должно работать циклически, последовательно повторяя вид сигналов в каждом цикле из восьми тактов. Необходимо также предусмотреть начальную установку устройства при запуске, чтобы после подачи питающего напряжения на микросхемы и элементы устройства, выработка управляющих сигналов начиналась с первого рабочего такта.

Форма выходных управляющих сигналов, требуемая по заданию приведена на рис. 2.

Генератор тактовых импульсов можно построить на отдельных инвертирующих логических элементах по известной схеме с времязадающей RC цепочкой /1, 2/.

Формирователь управляющих сигналов может быть построен на основе кольцевого распределителя, вырабатывающего опорные сигналы, с последующей их обработкой на логических элементах. Вид кольцевого распределителя при использовании счетчика, например К1533ИЕ5 и дешифратора К1533ИД7, представлен на рисунке 3.

Рисунок 2 - Временные диаграммы управляющих сигналов в цикле из восьми тактов

Рисунок 3 - Кольцевой распределитель на основе счетчика и дешифратора

Для получения нужного выходного сигнала достаточно объединить по ИЛИсоответствующие сигналы с выхода дешифратора К1533ИД7 при помощи логических элементов И-НЕ

. Выходы дешифратора К1533ИД7 имеют активный низкий уровень, поэтому для выполнения функции ИЛИ нужно использовать элементы И-НЕс количеством входов, требуемых по заданию.

На рисунке 4 представлен схемный фрагмент формирования из опорных сигналов управляющего сигнала Y6 (см. рисунок 2), с использованием логического элемента 4И-НЕ (К1533ЛА1).

Рисунок 4 - Схемный фрагмент формирования управляющего сигнала Y6

По аналогии с сигналом Y6 можно составить схемы формирования остальных сигналов. Можно записать логическую функцию для каждого выходного сигнала формирователя, например, для Y6 /2, 3/:

Y6=Q1+Q2+Q5+Q6.

Запишем логическую функцию для сигналаY3:

Y3= Q0+Q1+Q3+Q7.

Запишем логическую функцию для сигналаY8:

Y8= Q0+Q3+Q7.

Запишем логическую функцию для сигналаY10:

Y10= Q2+Q3+Q4+Q6.

Запишем логическую функцию для сигналаY15 (здесь добавляется сигнал с генератора CLK):

При построении принципиальной схемы следует учесть количество элементов в одном корпусе микросхемы и с учетом правил Де Моргана оптимально распределить логические функции (И

, ИЛИ

, НЕ

), чтобы свести к минимуму количество корпусов интегральных схем /2, 3/.

В качестве элементной базы выберем микросхемы ТТЛ серии К1533 /5/. Она имеет полный функциональный состав типовых логических микросхем, высокое быстродействие (время задержки в вентиле 4 нс), небольшое потребление мощности (не более 1мВт на вентиль), тактовая частота до 70МГц, напряжение питания +5В. Неиспользуемые входы микросхем этой серии можно непосредственно подключать к выводу питания +5В.

Похожые стьтьи по экономике

Блок вычислителя для радиолокационного измерителя высоты и составляющих вектора скорости
частотный высота скорость модуляция Измерение текущих значений истинной высоты полета любого летательного аппарата (ЛА) относительно подстилающей поверхности является важнейшим условием о ...

Информационно–измерительная система распределенного действия для контроля измерения веса
Информационная техника имеет колоссальное и непрерывно возрастающее значение в жизни человечества. Она решает огромный круг задач, связанных, главным образом, со сбором, обработкой, передачей, хранени ...

Разработка устройства Синхронный двоичный счетчик на JK-триггерах
Микросхемотехника - область знаний, охватывающая проектирование и системное применение интегральных схем и других средств микроэлектроники. Слово «Микросхемотехника» является русским эк ...