Гл2_06 (Старые лекции), страница 10

Наличие или отсутствие заряда на конденсаторе и идентифицирует ноль или единицу. Схемы диA0D0намической памяти и формируют основной массив памяти современныхA1D1A2D2персональных компьютеров. Мы много слышим о новых разновидноA3D3стях этой памяти, о схемах, позволяющих совмещать чтение и запись,D4A4D5A5многопортовых ОЗУ и т.п. Но в системах управления стараются примеD6A6нять более надежное статическое ОЗУ, ячейки которых устроены такA7D7A8же, как ячейка регистра, представленная на рис.

2.37,б) и сложнее, чем уA9A10схем динамической памяти. При той же стоимости, динамические ОЗУW/Rна порядок и более объемны, или, при том же объеме – на порядок и боOE5Vлее дешевы.0VCSСхемотехническое обозначение статического ОЗУ на два килоРис. 2.40.байта приведено на рис. 2.40. Это старая схема К537РУ8 приведеназдесь просто, чтобы проще было ее нарисовать и разобраться в ее работе. В новых разраРябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э.

Баумана, V_Ryabov@mail.ru86ботках эту схему практически не применяют, хотя современные аналоги устроены точнотакже.Для того чтобы считать информацию из памяти, сначала следует выставить адрестребуемой ячейки. Дешифратор памяти, управляющей памятью микроконтроллера(вспомните ИД7) активизирует соответствующую схему, подав активный низкий уровеньна CS`. Затем следует, удерживая высокий уровень на выводе W`/R, подать активный низкий уровень на разрешение вывода ОЕ`. С задержкой в несколько десятков наносекунд отспада этого импульса содержимое адресуемой ячейки появится на выводах схемы D0…D7и поступит на шину данных микроконтроллера.Для записи информации сначала ее и адрес ячейки следует выставить на шину данных и адресов.

Дешифратор активизирует схему низким уровнем на CS`. Затем, удерживая высокий уровень на OE`, следует подать отрицательный импульс на W`/R и по егофронту информация будет записана в соответствующую выставленному адресу ячейкупамяти.Микропроцессор (микроконтроллер) сам проводит описанные здесь циклы по командам чтения и записи. Важно, чтобы такт записи-чтения микропроцессора по временным промежуткам соответствовал допустимым временам и задержкам для схемы памяти.В этом следует предварительно убедиться по соответствующей документации.ИС статической памяти, выполненные по k-МОП технологии, способны хранитьсвое содержимое при снятии основного питания.

Такие схемы называют энергонезависимым ОЗУ. Для перевода схемы в режим хранения достаточно на выводе CS`поддерживатьуровень логической единицы. Мы уже знаем, что потребление k-МОП схем при отсутствии переключений крайне мало, также ведут себя и схемы статической памяти. Потребление с вывода CS` составляет единицы и даже доли микроампера и литиевой батарейки,подключенной к этому выводу хватает очень на долго. В персональном компьютере статическая ОЗУ используется в схеме часов, в ней хранится дата и начальные установкикомпьютера. Приходилось ли Вам менять батарейку в компьютере?Сегнетоэлектрическое ОЗУ (FRAM) Ядром сегнетоэлектрической оперативнойпамяти являются сегнетоэлектрические кристаллы, которые позволяют законченнымFRAM-изделиям работать подобно ОЗУ, приэтом обеспечивая энергонезависимость храненияданных без всякого внешнего энергопотребления.

Не нужно даже подавать логической единицы на вывод CS`, как у энергонезависимых статических ОЗУ.Когда электрическое поле прикладываетсяк сегнетоэлектрическому кристаллу, его центральные атомы смещаются и остаются в этомположении при снятии поля. Свойства конденсатора, роль диэлектрика в котором выполняетсегнетоэлектрическая пленка, меняются и ячейкапамяти изменяет свое состояние.ЕмкостьсовременныхинтегральныхFRAM (например, FM1608, выпускаемых фирмой Ramtron) составляет 64 килобита и более.На рис. 2.41 приведена схема расположения и наименование выводов ИС FM1608.На вывод VDD подается напряжение питания +5В, вывод VSS подключается к землеРис. 2.41.(0В). Тринадцать адресных входов А0..А12 по-Рябов Владимир Тимофеевич.

Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru87зволяют выбрать один из 8192 байтов памяти схемы. Фиксация адреса байта происходитпо падающему фронту импульса, подаваемого на вывод выбора кристалла CE`(Chip Enable). Это аналог вывода CS` (Chip Select) схем памяти, изображенных на рис.2.39, 2.40.Ввод-вывод данных осуществляется по 8-разрядной двунаправленной шине данныхDQ0..DQ7. Для считывания данных подается активный низкий уровень на вывод разрешения вывода ОЕ` (Output Enable) и содержимое адресуемого байта поступает на шину.

Впротивном случае шина данных находится в третьем (высокоимпедансном) состоянии испособна принять и записать в адресуемый байт внешние сигналы (данные). Для записиданных необходима подача активного низкого уровня на вход разрешения записиWE`(Write Enable). Запись и чтение происходит по адресу, который был зафиксированспадом на CE`.Циклы чтения-записи в сегнетоэлектрическую оперативную память идентичныциклам в статическую ОЗУ.

По разному лишь названы выводы этих схем, приведенных нарис. 2.40 и 2.41 из-за стремления быть ближе к фирменному описанию FRAM.Вопросы к экзамену.1. Последовательностные схемы. Асинхронные и синхронные, статические и динамические триггеры. Использование в САУ.2. Регистры: типы, состав, назначение, примеры использования в САУ.3. Схемы памяти. РПЗУ, динамическое и статическое ОЗУ, энергонезависимое ОЗУ.Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э.

Баумана, V_Ryabov@mail.ru882.5. Средства цифроаналоговой обработки информацииЭти схемы используют одновременно информацию в цифровом и аналоговом видеи служат в САУ для коммутации аналоговых сигналов - коммутаторы, для преобразования информации из цифрового представления в аналоговое – цифро-аналоговые преобразователи ЦАП (DAC – Discreet-Analog Converters) и из аналогового в цифровое - аналогово-цифровые преобразователи АЦП (ADC- Analog-Discreet Converters).А. Аналоговые коммутаторы.Простейшим коммутатором является аналоговый ключ на МОП транзисторе, способный в обоих направлениях проводить двуполярный аналоговый сигнал.

В САУ чащеиспользуются коммутаторы, подающие на вход для обработки один из нескольких сигналов. В них используются самые различные схемы коммутации, как показано на рис. 2.42.На рис.2.42,а) показана функциональная схема коммутатора 8х1, на рис. 2.42,б) – 2-а)б)Рис. 2.42.в)4х2, на рис. 2.42,в) – три пары раздельно управляемых нормально замкнутых и нормальноразомкнутых контактов. В качестве примера здесь приведены ИС фирмы Мaxim. Эти схемыупакованы в 16-и выводные корпуса. При необходимости можно подобрать их под любойвид монтажа, как на печатных платах, так и в составе микросборок с габаритами 2х2 мм.Выводы X, Y, Z и W – входы и выходыаналоговых сигналов, вывод EN` переводит всеконтакты в разомкнутое состояние, входы А, В иС определяют адрес включаемого контакта.

Сопротивления каналов в открытом состоянии составляет от единиц до 400 Ом, сопротивление между смежними каналами и каналами в закрытомсостоянии до 1000 и более мегОм.Коммутаторы выполняют по k-МОП технологии, роль контактов (каналов) выполняют полевые n и р-канальные МОП транзисторы.Напряжение коммутируемого сигналаТиповая зависимость сопротивления канаРис.

2.43ла от напряжения питания микросхемы приведенана рис 2.43. Следует помнить, что диапазон коммутируемого напряжения должен быть уже диапазона питающих напряжений. Чем вышепитающее напряжение, тем меньше сопротивление замкнутого канала.Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им.

Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru89Б. Цифроаналоговые преобразователиЦифроаналоговые преобразователи ЦАП служат для преобразования сигнала,представленного в цифровой форме в аналоговое представление. Информация о величинев дискретном виде представляет из себя некоторое многоразрядное двоичное число. Например, в десяти разрядном двоичном числе можно задать величину от нуля до 1023 впрямом коде или от -512 до +511 в дополнительном. Прежде всего, следует определиться,какому диапазону аналогового сигнала соответствует диапазон изменения двоичных чисел.