Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 4. Микрокомпьютеры (1987) (1092084), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Функциональные схемы Для наглядного представления систем, состоящих из различных элементов, используются блок-схемы. В блок-схемах отображаются потоки информации, направленные от входов к одному или нескольким выходам. Входы на этих схемах принято размещать слева, выходы — справа, а потоки информации перемещаются слева направо.

При вертикальном расположении отдельных элементов входы располагаются сверху, а выходы— внизу. На рис. 1.1 приведена блок-схема радиоприемника. При- Лев~ение Усынтеле йенлдулятер ВЧ-уенлетеле Рис. 1.1. Блок-схема радиоприемника. емник регистрирует радиосигналы с помощью антенны, усиливает и демодулирует несущую радиоволну, промодулированную звуковым сигналом. Затем выделенный НЧ-сигнал снова усиливается, переходит на более высокий энергетический уровень и воспроизводится громкоговорителем. Из приведенной блоксхемы сразу видно, что это именно радиоприемник. Как реализуются отдельные операции, с помощью каких компонентов и как эти компоненты связаны между собой — всю эту информацию можно получить из принципиальной электрической схемы данного устройства.

Блок-схема какой-либо функции в рамках комбинационной логики строится таким же образом. В блок-схеме необходимо указывать цепи отрицательной обратной связи, которые представляют собой связи выходов с входами через элементы отрицательной обратной связи. Отрицательная обратная связь является автономной функцией, которая обычно вводится в блок-схему с помощью отдельного функционального блока. Как уже было показано в предыдущих томах данного справочника, цепи отрицательной обратной связи применяются в системах управления различными процессами, а также для стаби- и Р, Та1«1ег11«1а, Г.

1.освоуаиу, Ра1а Вазе Мапаяетпеп1 Яуыетз, !977, Гмии у зтаят С„:3 ) Ейй ) Сомволы навала и панца Врастая операция А Ял1 т и» и в Н 1ложно) До )истинно) Подпрограмма Символ решеноя с ветвлением Я=1 Я=2 Ветвление (в~) ф Связь с злементом, расположенным нп той же странице )Р)) )Рй) Ря!ит Связь с диавраммоо, расположенной на другой странице Сомволы ввода и вывода Символ рунного обслуживания Направление потони информацои (сверну вниз и слева направо) Направление помона информацои )снизу веер» и справа налево) Узловая тп»но с темной 5)ОИЯЬ Рис. 1.2.

Символика, используемая в структурных схемах. лизации амплитуды, частоты и фазы в радио- и ТВ-приемниках. Примером цифровой схемы с отрицательной обратной связью является двоичный счетчик, который автоматически переходит в определенное счетное состояние. Здесь отрицательная обратная связь активизируется только тогда, когда достигнуто опре- Системный анализ деленное счетное состояние. Соответствующие цепи могут обеспечивать и положительную обратную связь, как это происходит, например, в самовозбуждающихся генераторах. 1.4. Структурные схемы последовательных операций Как известно, некоторые специальные функции многократно используются при выполнении сложных операций.

Такая организация соответствует последовательному порядку выполнения отдельных этапов сложных операций. Указанный порядок является общепринятым в ЭВМ, где с помощью команд и макрокоманд сложные функции реализуются по методу многократно повторяющегося выполнения команд из соответствующего набора команд ЭВМ. Для представления сложной функции функциональная схема оказывается малопригодной, так как в ней отсутствует символика, позволяющая отражать многократное использование определенных специальных функций.

В таких случаях широко применяются так называемые структурные схемы, в которых вместо универсальных блоков используется специальная символика. По аналогии с функциональными схемами в структурных схемах поток данных направлен сверху вниз и слева направо. Если же поток данных направлен снизу вверх или справа налево, то соответствующее направление указывается стрелками. На рис. 1.2 показаны специальные символы, которые используются в структурных схемах.

С помощью этих символов представляются как элементарные, так и сложные функции. Например, прямоугольником представляется не только такая сложная функция, как у=е*, но и такая простая функция, как х=уДх (к=у и х). Математическое выражение заданной функцииобычно записывается внутри прямоугольника. В структурных схемах могут появляться и ветвления. По какой именно ветви будет продолжено выполнение программы, зависит от принятого решения. Это обстоятельство указывается с помощью условного символа, а само условие записывается в явной форме внутри рамки. Применение структурных схем можно проиллюстрировать с помощью ряда элементарных логических функций. На рис. 1.3 приведены две структурные схемы для представления функции И.

На рис. 1.З,а с помощью условного символа (ромба) проводится проверка «истинности» каждой переменной. Если все три переменные истинны, т. е. равны 1„ то окончательное решение будет выглядеть как А В.С = 1 (истина). Если же одна из переменных оказывается ложной, т. е. равна О, то стрелка нз точки Нет показывает, что программа должна вернуться к нача- Глава 1 лу, а это означает, что для решения А В С=1 (истина) требуется, чтобы данная переменная была также равна 1 (истина). На рис. 1.3,б логическая функция представлена другим способом.

Если одна (или несколько) переменная окажется здесь ложной (ответ Нет), то это приведет к А+В+С=О. Если А=1, В=1 и С=1 (ответ Да), то А.В.С=1 (истина) и А+В+С=О (ложь). Оба решения согласуются с таблицей истинности для функции И. АВС А В.С (а) Рис. !.3. Функция И, представленная в структурвых схемах. а — лля фуияции А в с н б — яля функций А В с 1 и А+В+с е. Из анализа этих структурных схем можно сделать несколько интересных выводов. Во-первых, мы видим, что при описании функции И символы располагаются в последовательном порядке, а при описании функции ИЛИ возникает параллельная структура (ветвление).

В структурной схеме, показанной на рис. 1.3,а, после получения отрицательного ответа (Нет) стрелка соединительной лиани указывает в начало, что следует понимать как режим ожидания. В структурной схеме предусмотрено ожидание того момента, когда данная переменная, а также обе другие переменные станут равными 1, после чего получим А В С=1 (истина). Ждать до тех пор, пока все переменные не станут истиннымн,— это наименее эффективный режим получения решения.

Как показано на рис. 1.4, в режиме ожидания иногда можно принять другое решение, позволяющее быстрее достигнуть конечного результата. В данном случае задается вопрос о равенстве А=В, и если А(В, то А увеличивается на 1, а если А)В, то А уменьшается на 1. Системный анализ Рис. Ь4, Решение на участке ожидания. Из рис. 1.3, б видно, что если А,В на вопрос (А=1) получен ответ Нет, то имеет место «истинная» параллельная структура Д=А-~ А+В+С=О. Очевидно, что при этом ответы на вопросы (В=1) и А В А В (С=1) будут также отрицатель- т ными. ла В структурных схемах часто подразумевается исключение оп- А=В ределенных специальных операций, если их выполнение зависит от какого-либо условия (рис.

1.5), На рис. 1.6 приведены еще три примера ветвлений (функций ИЛИ), которые часто встречаются в структурных схемах. Определенная ветвь выбирается в том случае, когда соотношение, приведенное в виде условия, получает утвердительный ответ (Да). Например, на рис. 1.6, в ветвление приводит к определенной подпрограмме, которая содержит специализированную процедуру обработки соответствующей переменной. Ветвления в программе вычислений для ЭВМ выполняются по командам перехода.

Известны как условные, таки безусловные переходы. Если ветвление в структурной схеме происходит на основе какого-либо решения, то мы говорим об условном переходе. Адрес, по которому необходимо совершить переход, указывается в адресной части команды перехода. Можно выполнить переход, пропустив некоторые части программы, нли же вернуться к началу и повторить снова уже выполненные части программы. Для обес- А,В печения более детальной обработки переменных возможен также вариант организа- д,в л' ции вычислений, состоящий в переходе из основной программы в соответствующую подпрограмму.

Такой переход может быть А-1 как условным, так и безусловным. На рис. 1.7 приведена структурная схема счетчика со сквозным переносом. Мы видим, что на первом шаге задается вопрос: А>В осуществляет ли синхроимпульс переход с нем высокого уровня на низкий (Н- 1)? Если ответом будет Да, то содержимое счетчика А«1 получит приращение, равное 1. После этого задается вопрос, не достигнуто ли значение и „+ 1, и если ответ будет утвердитель- р„15 14скяюченым, то произойдет установка в нуль. Если нне операниа.

зо Глава ! Гб! Гв! Рис. 1.6. Ветвления (злементы ИЛИ). ществляется предварительный просмотр переноса. Затем после перехода 1-э- Н счетчик сбрасывается (п=О). В заключение приведем пример функции сравнения, показанной на рис. 1.9. Мы видим, что в этой структурной схеме используются как последовательная, так и параллельная структура. Это связано с тем, что при реализации функции сравнения выясняется истинность логических выражений А= 1 и В= 1 нли А=О и В=О, т. е. здесь имеет место комбинация И- и ИЛИ-элементов. При анализе структурных схем часто используется понятие алгоритма. Это понятие можно проиллюстрировать с помощью ряда примеров.

Характеристики

Список файлов книги