Название: Основы вычислительной техники - Методические указания (Л.Н. Иванов)

Жанр: Экономика

Просмотров: 1160


2.4. построение схемы, временных диаграмм и описание работы схемы. анализ быстродействия

 

Выполненные действия позволяют построить и оформить в соответствии с требованиями ЕСКД принципиальную схему узла. Все элементы схемы должны иметь условные буквенно-цифро-вые позиционные обозначения, входные и выходные сигналы подаются на условный разъем Х, обозначенный штрих-пунктирной линией. К схеме прилагается спецификация. Временная диаграмма отображает последовательность работы схемы. При построении схемы допускается использование микросхем, выполняющих требуемые функции счетчика, дешифратора и т.п., но синтез их должен быть приведен в записке.

Принципиальная схема узла и временная диаграмма показаны соответственно на рис. 2.6 , 2.6а и 2.7.

Работа схемы происходит следующим образом. Все триггеры счетчика при необходимости могут предварительно устанавливаться в 0 подачей нулевого сигнала на шину «Уст.0». Затем в счетчик вводится параллельный код числа импульсов, для чего на входы элементов D5 подаются значения разрядов x1, x2, x3, x4 и единичный управляющий сигнал по шине «Ввод». Ненулевое состояние триггеров счетчика вызывает появление 1 на выходе элемента D6.2 и импульсы генератора f через элемент D7.1 проходят на входы С триггеров счетчика и на выход узла. Счет продолжается до обнуления триггеров счетчика. Этот момент фиксирует элемент D6.2, на выходе которого образуется нулевой сигнал, запрещающий прохождение импульсов f через элемент D7.1. На выход узла поступило заданное значение K импульсов (см. временную диаграмму, построенную для конкретного примера при К = 310 = 00112).

Быстродействие разработанного узла определяется как сумма времени ввода параллельного кода в счетчик (tD5+tS = 22+40 =

= 62 нс), времени задержки переключения элементов D7.1 (27 нс) и D6.2 (22 нс), а также времени переключения одного триггера (40нс), так как счетчик работает в синхронном режиме. Поэтому Т = 62+27+22+40 = 151 нс, что существенно меньше периода следования входных импульсов частоты 1 МГц (1000 нс). Следовательно, разработанная схема удовлетворяет заданным условиям.

Определим максимально возможную частоту смены значений К. Она определяется по наихудшему случаю, когда К = 10, и составляет

Заключение. При выполнении задания решена задача синтеза преобразователя кода в число импульсов. Для реализации схемы требуется 7 микросхем серии К155. Время переключения схемы 151 нс, максимально возможная частота смены заданий –

0, 66 МГц.

Рис. 2.6

 

Примечание. на свободные входы J и K триггеров подать логическую 1.

позиционное обозначение

тип микросхемы

кол-во

примечание

D1-D4

K155ТВ1

4

-

D5

K155ЛА3

1

-

D6

K155ЛА1

1

-

D7

K155ЛИ1

1

Элементы D7.2-D7.4 свободны

 

 

Рис. 2.6а

 

 

Рис. 2.7

 

ДОПОЛНЕНИЯ к лабораторным работам

по дисциплине

«Основы компьютерной электроники»

 

Лабораторные работы выполняются в соответствии с практикумом [3], дополнительные сведения содержатся в [4]. При подготовке к лабораторным работам рекомендуется использовать учебное пособие [1]. Лабораторный цикл включает в себя следующие работы.