Разработка цифрового устройства. Структурная схема устройства. Временные диаграммы работы устройства. Схема начальной установки, страница 9


Рис.2.5.1. Карты Карно для каждого из пяти выходов формирователя


2.6. СИСТЕМА УСТРОЙСТВ СИНХОРОНИЗАЦИИ

Эта система включает в линии задержки и триггеры, расположенные в различных местах схемы и служащие одной цели - обеспечению синхронности взаимодействия отдельных составляющих схемы. Предусматривается три линии задержки и десять синхронных D-триггеров - пять на входе формирователя (входные триггеры) и пять на выходе (выходные триггеры). Рассмотрим назначение триггеров. Входные триггера DD20 - DD24 служат для обеспечения синхронизации по входу формирователя (или по выходу счетчика). Принцип их работы заключается в том, что сигнал, приходящий на триггер, запоминается в нем на какой-то промежуток времени и хранится до тех пор пока не придет синхросигнал, разрешающий триггеру выдачу информации. Основная идея заключается в том, что этот синхросигнал, подается на все триггеры одновременно, т. е. получается, что запись в триггеры происходит в разные моменты времени, а считывание - одновременно. Разрешающий сигнал организовывается таким образом, чтобы к моменту его прихода все триггеры успели принять информацию. Для обеспечения этого требования следует учитывать все задержки, которые возникают на пути сигнала. Максимальное суммарное время задержки одного сигнала на пути его к триггеру является тем временем, на которое следует задержать синхроимпульс с генератора для того, чтобы, вся информация успела записаться в триггеры.

Таким же образом функционируют и выходные триггеры DD40 - DD44, только на них в качестве информации подается сигнал с выходов формирователя.

Указанную задачу задержки синхросигнала, подающегося с задающего генератора, выполняют линии задержки. Рассмотрим назначение и произведем расчет параметров каждой из них.

ЛЗ1. Выполнена на элементах R7, C7, DD19. Предназначена для задержки сигнала, синхронизирующего входные триггера. Состоит из времязадерживающей RC-цепи и инвертора, выполняющего функцию порогового устройства. Время задержки данного сигнала складывается из задержек, вносимых двумя счетчиками (К564ИЕ10), схемой 4И-НЕ DD11 (К564ЛА8) и инвертором DD13 (К564 ЛН2). Эти задержки указываются в справочнике, поэтому можем рассчитать требуемое значение времени задержки ЛЗ1:

Округлим для надежности это значение до

Работа линии задержки описывается следующим выражением

Исходя из этого, можем рассчитать параметры элементов. Зададим сопротивление R7 = 100 кОм. Тогда емкость определяется следующим образом:

ЛЗ2. Состоит из элементов R6, C6, DD18. Служит для задержки сигнала, синхронизирующего выходные триггера. Время задержки этого сигнала складывается из задержки, рассчитанной ранее, и плюс задержек, вносимых входными триггерами (К564ТМ2), мультиплексорами (К564КП2) и схемой ИЛИ-НЕ (К564ЛЕ5).

Возьмем это время с небольшим запасом - пусть

Определим параметры элементов. Зададим сопротивление R6 = 100 кОм. Тогда емкость будет иметь следующее значение:

ЛЗ3. Выполнена на элементах R5, C5, DD17. Выполняет задержку сигнала, подающегося на входы сброса всех последовательностных устройств схемы. Таким образом осуществляется принцип одновременного сброса всей схемы - по окончании одного цикла работы происходит сброс и счетчиков, и триггеров, после чего с нуля начинается следующий цикл. Время задержки сигнала сброса должно быть рассчитано таким образом, чтобы сброс произошел после того, как на выходе формирователя появится последний сигнал - сигнал с максимальной задержкой. Поэтому время задержки ЛЗ3 складывается из задержек, рассчитанных ранее, и плюс задержка, вносимая выходными триггерами (К564ТМ2)

Примем

Определим параметры. Пусть сопротивление R5 = 100 кОм. Тогда емкость будет рассчитываться так: