Схемотехника ЭВМ0 (561016), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Цель работы: изучить структуры распределителей; исследовать
работу распределителей.
Распределителем сигналов называется устройство, которое при
поступлении на его вход переключающих сигналов формирует управ-
ляющий сигнал в одном из выходных каналов.
В зависимости от назначения распределители различаются числом
переключающих входов, каналов, а также длительностью, частотой и
порядком следования формируемых сигналов.
По виду формируемых сигналов распределители сигналов клас-
сифицируются следующим образом:
распределители сигналов (потенциалов);
распределители импульсов;
комбинированные распределители.
Распределители сигналов (потенциалов) формируют выходной
сигнал во время подачи переключающего сигнала и сохраняют его до
прихода следующего переключающего сигнала; длительность выходного сигнала. Определяется периодом следования переключающих сигналов. Распределители сигналов служат основой для построения импульсных и комбинированных распределителей.
В распределителях импульсов выходной сигнал формируется
только на время совпадения переключающего и стробирующего вход-
ного сигналов; длительность выходного сигнала определяется дли-
тельностью стробирущего импульса.
Распределители комбинированного типа имеют как потенци-
альные, так и импульсные выходы.
Схема распределителя сигналов (рис. 7.1) содержит устройство формирования параллельного кода и дешифратор. В качестве устрой-
ства формирования кода используются кольцевые сдвигающие реги-
стры с прямыми и перекрестными связями и двоичные счетчики (схе-
мы рассмотрены в предыдущих работах).
Распределители сигналов на счетчика. При построении схем
распределителей наиболее удобны счетчики с параллельным пере-
носом, обладающие высоким быстродействием и не вызывающие
ложного включения каналов при переходе из одного состояния в
другое.
На рис. 7.2, а приводится схема 8-канального однотактного рас-
пределителя сигналов, использующая трехразрядный счетчик на триг-
герах j-k и полный линейный дешифратор на элементах И-НЕ (управляющий-
сигнал в каналах представлен логическим нулем). Длитель-
ность управляющего сигнала равна периоду следования переключаю-
щих сигналов, поступающих с выхода счетчика (рис. 7.2, 6).
Работы схемы поясняется таблицей состояний и выхода распреде-
лителя сигналов (табл. 7.1).
Из таблицы состояний для каждого выхода распределителя спра-
ведливы следующие соотношения:
Таблица 7.1
| Состояние счетчика | Выход каналов | ||
|
|
|
| 0 |
|
|
|
| 1 |
|
|
|
| 2 |
|
|
|
| 3 |
|
|
|
| 4 |
|
|
|
| 5 |
|
|
|
| 6 |
|
|
|
| 7 |
Для реализации распределителя импульсов на выходные схемы И-
НЕ дешифратора следует подать через дополнительный вход строби-
рующий импульс, который и будет определять длительность выход-
ного сигнала.
Распределители на регистрах. К достоинствам этих схем рас-
пределителей относятся высокое быстродействие, простота схем де-
шифрации, регулярность топологии разрядов; к недостатками — на-
личие запрещенных состояний.
Рассмотрим методику синтеза распределителей на примере постро-
ения схемы трехканального распределителя сигналов, выдающей в сле-
дующем порядке выходные сигналы: 1, 1, 3, 3, 2, 1 и реализованной на
базе регистра — счетчика Джонсона. Так как длина последовательности
номеров канала равна 6, то выбираем трехразрядный счетчик Джонсона.
Занесем условия примера в таблицу состояний и выходов (табл. 7.2).
Таблица 7.2
| Состояние счетчика Джонсона | Выходы каналов | ||
|
|
|
|
|
| 0 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 3 |
| 1 | 1 | 1 | 3 |
| 0 | 1 | 1 | 2 |
| 0 | 0 | 1 | 1 |
Из табл. 7.2 определяем для выходной последовательности сиг-
налов:
Минимизируя выражения с учетом запрещенных комбинаций 
и 
, получаем:
В базисе И-НЕ
Из последнего выражения видно, что для реализации 
нужно использовать одноступенчатую логику И-НЕ, а для реализации 
и 
– двухступенчатую логику, поэтому для выражения логики запишем:
На рис. 7.3 представлена схема трехканального распределителя сигналов на счетчике Джонсона, реализованного на триггерах типа D c инверсной связью выхода 
входа 
, формирующая заданную последовательность входа , формирующая заданную последовательность кодов.
В общем случае как число каналов распределителя, так и по-
следовательность их включения могут быть заданы достаточно
произвольно. При этом определяющей величиной для построения
схемы распределителя является не число каналов, а длина повто-
ряющейся последовательности номеров включаемых каналов. Эта
величина соответствует числу различных состояний схемы фор-
мирования кодов, и если она кратна степени 2, то в распредели-
теле используется полный дешифратор. В противном случае при-
меняется неполный дешифратор, функции которого минимизиру-
ются с учетом запрещенных состояний схемы формирования ко-
дов.
Выходы дешифратора с помощью логических схем объединяются
согласно повторению номеров на выделенном участке.
Порядок выполнения работы
Прежде чем приступить к выполнению работы, необходимо
изучить схему стенда. Включение источников питания разреша-
ется после проверки собранной схемы преподавателем или лабо-
рантом.
1. Синтезировать схему распределителя согласно заданию.
2. Собрать схему распределителя; на его вход подать сигнал с
генератора ГОИ, а выходы каналов подсоединить к лампочкам инди-
кации.
3. Исследовать работу схемы в одиночном режиме:
а) подключить к одному из выходов цифровой вольтметр;
б) включить напряжение питания;
в) установить в начальное состояние схему формирования после-
довательности соединений (при использовании переключательного
регистра после сброса триггеров все кнопки необходимо вернуть в ис-
ходное состояние);
г) проверить правильность функционирования собранной
схемы при подаче на вход одиночных сигналов с генератора
ГОИ;
д) снять потенциальные диаграммы сигналов с выходов распреде-
лителя;
е) выключить тумблер питания.
4. Исследовать работу схемы распределителя в автоматическом
режиме:
а) отключить цифровой вольтметр и вместо него подключить
осциллограф: один вход осциллографа — к генератору входного
сигнала, а второй — непосредственно к выходу распределителя (ос-
циллограф при этом должен находиться в режиме внешней синхронизации, синхронизация осуществляется от выхода триггера старшего разряда);
б) переключить вход распределителя С с выхода генератора ГОИ
на выход генератора синхроимпульсов СИ1 или СИ2. Включить тум-
блер питания:
в) зарисовать осциллограммы с выходов схемы формирования и
распределителя;
г) замерить величины длительности сигнала и паузы на уровне
0,5 амплитуды), время задержки сигналов на одном разряде распреде-
лителя и на всем устройстве в целом;
д) выключить тумблер питания.
5. Исследовать схему распределителя импульсов:
а) подать на незадействованные входы элементов И-НЕ дешиф-
ратора стробирующий импульс с выхода генератора синхроимпуль-
сов;
б) включить тумблер питания;
в) снять осциллограммы с выходов распределителя;
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
