Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 2. Проектирование устройств на цифровых ИС (1987) (1092082), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Элементами памяти в счетчике Грея, показанном на рис. 4.20, служат 5РТ-триггеры с ведущими и ведомыми элементами. Любое изменение нв 247 Счетчики и делители чистоты Рис. 4.20. Счетчик по коду Грея на БАЕТ-триггерах, синхрониауемых фронтом. а — схема; б — таблица состоаеиа.
выходах этих триггеров может произойти только на спадающем фронте тактового импульса. Из схемы видно, что тактовый сигнал подается на все триггеры. Следовательно, перед нами синхронный счетчик с когерентными выходными сигналами. Впрочем, о когерентности выходных сигналов в этом счетчике гово,рит и тот факт, что в процессе счета меняется один бит.
2248 Глава 4 Задача шифраторов здесь состоит в обеспечении правильной последовательности изменения содержания триггеров в процессе счета. Из таблицы состояний счетчика видно, что триггер А переходит от О к 1 на спадающем фронте тактового импульса при условии, что до этого момента триггеры С и В были в состоянии О (С В=Н) или оба были в состоянии 1, что в двоичном выражении соответствует числам О и 4.
Упомянутый триггер должен на спадающем фронте тактового импульса совершить переход от 1 к О при условии, что триггер С в этот момент был в состоянии О, а триггер  — в состоянии 1 или триггер  — в состоянии О, а триггер С вЂ” в состоянни 1. Триггер В по команде тактового импульса перейдет в состояние 1, если триггер А был в состоянии 1, а триггер С вЂ” в состоянии О. Этот же триггер перейдет в состояние О, когда триггеры А и С одновременно находятся в состоянии 1. В таблице отражены условия изменений состояний триггера А; соответствующие состояния входных переменных триггера А обозначены на схеме счетчика. Для кодирования условий счета триггера А необходимы элементы И-ИЛИ-НЕ, поскольку для перевода триггера А в состояние 1 должны быть удовлетворены два следующих условия: С.В=Н или С В=Н, а для перевода его в исходное состояние О должны удовлетворяться условия: С-В или В С=Н.
В качестве элементов памяти для нашего счетчика выбраны ЯКТ-триггеры. Понятно, что вместо них можно использовать также )К-триггеры. Тогда вместо входов 5 будут использованы входы У, а вместо входов Я первых триггеров будут использованы входы К. Поскольку входными для БКТ-триггеров служат активные сигналы низкого уровня, то при замене ЬКТ-триггеров )К-триггерами между кодером и входами триггеров должен быть дополнительный инвертор, так как эти триггеры должны получать на входы активные сигналы высокого уровня. 4.11. Цепи управления В повседневной жизни многие процессы управляются часами. Подобно тому как в школах составляются расписания уроков, большинство людей ежедневно составляет для себя свой рабочий план, по которому начинает свою работу в определенный момент времени и в определенный момент заканчивает ее.
В определенный час мы ежедневно выходим из дома, чтобы в установленное время прийти на работу. Мы выполняем работы, намеченные на первую половину дня, затем наступает обеденный перерыв. Потом рабочий день продолжается до окончания в установленный час, после чего мы возвращаемся домой.
У од- Счетчики и делители частоты ного работа связана с постоянными изменениями условий, другой работает по программе, которая долго остается неизменной, но сама по себе насыщена многочисленными изменениями производственных операций. Наконец, существует и монотоннаяработа, которая не требует никаких изменений в расписании рабочего дня. Такая работа поддается автоматизации.
В программах автоматизации, которая должна заменить человеческий труд в рутинных операциях, также устанавливается план их проведения, но по-иному распределенный во времени. В любых автоматах и ЭВМ имеются управляющие устройства, которые точно задают последовательность и вид проводимых операций. Упомянутая выше классификация видов деятельности на изменяющийся и рутинный относится и к автоматам. Один автомат, который, например, используется для сортировки монет, выполняет рутинную работу: он всегда делает одно и то же. ЭВМ в системе административного управления выписывает счета, контролирует бухгалтерский учет, составляет отчеты по инвентаризации складов готовой продукции и запасов сырья, может составлять ежедневные, ежемесячные и годовые отчеты предприятия. Функции такого автомата многообразны.
Обратимся еще раз к описанному в начале главы примеру автоматической стиральной машины и посмотрим, каким для нее должен быть блок управления. В настоящее время выпускаются стиральные машины с заранее запрограммированными операциями, которые выполняются в требуемой последовательности по командам блока управления. Допустим, что в стиральном автомате имеется блок управления, функции которого соответствуют приведенным на диаграмме на рис. 4.5, а структурная схема системы управления и таблица кодирования соответствуют изображенным на рис.
4.21 и 4.22. Частные операции, перечисленные в диаграмме, понятны каждому. Характерным для работы блока управления является то, что каждая очередная операция совершается лишь после того, как завершилась предыдущая. Например, барабан начинает нагреваться лишь после того, как наполнится водой с добавленным моющим средством, что контролируется датчиком уровня. Сигнал этого датчика на диаграмме записан кратко ИОН.
Си~. пал может быть подан датчиком в любой момент времени, который определяется уровнем наполнения барабана водой. Если впускной кран открыт не полностью, то барабан будет наполняться дольше. Но в программе имеется операция, которая а принципе управляется часами,— это центрифугирование стиранных вещей. Отрезок времени в 5 мин выделяется делителем частоты сети и счетчиком. В течение этих 5 мин блок управления остается в положении 8, управляя работой двигателя привода барабана.
яроогланние новар Наооннение тгойай наереу нееоереируенеге .ггс О ааиенин радаяа ание оойвг нононнвние ли ай .венер оируены У у антонин арааана йниу Юойег в1еннгрируеи- ,ооуание Наневе Оигиппы Операция маис. 4.22, а — таблица состояний (код Грея) блока управления стирального автомата; б — переменные и их значения. ГУУР ~рту Н ТЕМР 80 Вмт 1оо те'Гвь тбм ВТОР БКIР йтА 'в* йтРР 1гнт лсм СВыт Пуск программы Верхний уровень воды Температура 80 'С 100 циклов реверсирования Нижний уровень воды 5 мин Стоп Переход в состояние ... Наполнение водой Слив воды Нагрев реверсируемые вращения барабана 11ентрифугироваиие 252 Глава 4 В нашем примере счетчик блока управления работает по коду Грея (рис. 4.22).
Если вещи, подлежащие стирке, не выдерживают высокой температуры, то операцию 2 можно исключить из цикла. Поэтому в стиральной машине должен быть переключатель, с помощью которого соответствуюшая команда отдается автомату. Сигнал этого переключателя записан на диаграмме кратко 5К!Р. При получении его блок управления переходит из состояния 1 сразу в состояние 3. Мы привели этот пример, чтобы показать, что рабочие операции не обязательно должны управляться временным кодом и что в отдельных случаях можно просто исключать некоторые из них.
Для этого блок управления может просто пропускать некоторые позиции или возвращаться на какое-то время в позицию О. Эта возможность очень широко используется в ЭВМ, благодаря чему один и тот же блок управляет и сложными и более простыми процессами. При исполнении простых указаний блок управления может возвратиться в нулевое положение или пропустить отдельные этапы управления, благодаря чему конечная фаза процесса наступает быстрее. Рассмотрим теперь, как должен быть организован процесс кодирования для реализации блоком управления своих функций. Во-первых, убеждаемся, что используются четыре триггера, содержащиеся в одном ЗУ.
Функции и режимы триггеров приведены в табл. 4.1. Триггеры (РР) обозначены А/А, В/В, С/С и л)/лл. Элементы установки обозначены А5, В5 и т. д., элементы сброса — соответственно АЯ, ВЯ и т. д. Схема соединений элементов с ЗУ приведена на рис. 4.23.
ЗУ выполнено на триггерах с двусторонним вводом. Для большей наглядности процессов кодирования будем пользоваться таблицей, как это делали раньше при анализе сложных схем. Условия ввода информации н сброса задаются так же, как и в случае счетчика, работающего по коду Грея. Выберем несколько условий кодирования и рассмотрим их подробнее. Пусть, например, блок управления переходит из позиции 3 в позицию 4.
Для этого триггер С/С должен перейти из состояния 0 в состояние 1 при условии, что сигнал В имел высокий уровень, сигнал А — низкий уровень, а активным был сигнал 5МТ100. Это видно из схемы. Если теперь сравнить условие, выраженное символами, с данными таблицы состояний, то убеждаемся, что сигнал 0 не участвует в качестве переменной, вводимой ключевым каскадом С51 в разряд С/С. Условие кодирования В А 5МТ100 оказалось достаточным, поскольку кодовая комбинация 1110 (число 14) в таблице не фигурирует. Если бы блок управления продолжал счет до 16, то кодирование 0 было бы необходимым. Другой пример иллюстрирует переход блока управления из положения 6 в по- х х о х х х х о з х Л О о.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
