Разработка и расчет принципиальной схемы. Выбор микроэлектронной базы. Генерация адресов памяти и работа с шинами управления, страница 3

В качестве времязадающей для одновибратора используется RC-цепь. Величина сопротивления резистора R может лежать в пределах от 5,1 кОм до 80 кОм. Емкость конденсатора допустима в пределах 0-5000 пФ. Учитывая сказанное в п. 5.4, минимальная длительность импульса одновибратора не должна быть менее . В то же время разница во времени между окончанием одного импульса и началом другого (длительность сигнала ) не может быть менее 40 нс. Тогда длительность самого импульса не может превышать . Выберем длительность импульса 400 нс. Так как она достаточно мала, то возьмем резистор номиналом 5,1 кОм. Подойдет, например, резистор МЛТ-0,125-5,1 кОм ±5%. Тогда требуемая емкость конденсатора . Такие номиналы в ряду конденсаторов отсутствуют. Кроме того, необходимо учесть возможный разброс параметров конденсатора и резистора. С этой целью необходимо поставить 2 конденсатора параллельно: постоянный и подстроечный, причем постоянный лучше всего выбрать типа КМ, поскольку он имеет отрицательный температурный коэффициент емкости и скомпенсирует увеличение емкости подстроечного конденсатора и сопротивления резистора от температуры. Ближайшим нижним в ряду является номинал 68 пФ, подстроечный конденсатор можно взять с емкостью, изменяющейся в пределах от 4 до 20 пФ.

Поскольку КМОП-микросхема АЦП управляется ТТЛШ-микросхемами, то по ее входам необходимо предусмотреть цепи согласования уровней. В качестве цепи согласования достаточно поставить резистор между этим входом и источником питания. Номиналы резисторов 5,1 кОм.

Особенностью схемы является соотношение динамического диапазона и диапазона уровней входного сигнала. 10-битное преобразование, выполняемое АЦП для сигналов с амплитудой в пределах 0…5 В, обеспечивает динамический диапазон 54 дБ. Тогда динамический диапазон 10 дБ (указанный в техническом задании) будет соответствовать входному сигналу с амплитудой в пределах 0…99,8 мВ.  Такое требование накладывается на источник сигнала, и для разрабатываемого устройства считается выполненным.

Принципиальная схема устройства ввода показана на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Принципиальная схема устройства ввода

5.6. Анализ работы схемы

Для понимания работы схемы необходимо знать временные соотношения цикла обмена данными на шине ISA. Эти соотношения иллюстрирует рис. 5.2.

Как видно, при чтении данных из УВВ задатчиком сначала выставляется адрес устройства, затем строб чтения, задатчик дожидается появления данных на выходе и снимает строб чтения спустя определенное время. При записи же во внешнее устройство сначала задатчиком одновременно выставляются данные и адрес, затем следует строб записи. Если внешнее устройство не успевает выдавать данные в темпе задатчика, оно может снять сигнал на некоторое время, не превышающее, однако, 15,6 мкс. При передаче данных 16 разрядами выставляется сигнал .

Рис. 5.2. Временная диаграмма цикла программного обмена с УВВ

Рассмотрим работу схемы. Прежде всего, если на шине управления появился сигнал AEN, оповещающий о начале работы одного из устройств в режиме ПДП (прямого доступа к памяти, он же DMA — Direct Memory Access), то микросхема дешифратора отключается и, соответственно, отключаются все устройства на плате, общающиеся с шинами данных.

В этой системе возможны три варианта корректных внешних событий.

5.6.1. Запись в порт 210h

Первой операцией, производимой с устройством, является передача ему числа требуемых отсчетов. Это операция записи во внешнее устройство, то есть сначала на шине выставляются данные и адрес. При появлении на адресной шине адреса первого из используемых портов, 210h, первый выход дешифратора D25 переходит в состояние логического «0», то есть в низкий уровень. По этому сигналу открываются выходы буферного приемопередатчика D14 и данные о числе отсчетов попадают на входы регистра D5; этот же сигнал, пройдя через схему И-НЕ-НЕ (D22.1 и D2.4), останавливает выдачу импульсов с D22.4, и в результате на прямом выходе одновибратора D26.1 устанавливается низкий уровень, на инверсном — высокий.