1. ЗАВДАННЯ НА ПРОЕКТУВАННЯ

На вхід пристрою подається код X (1:16). Спроектувати пристрій, що формує код Y (1:16), кількість нулів якого дорівнює кількості одиниць коду X. Всі нулі розташовуються в молодших розрядах коду Y. Інші розряди коду Y заповнюються одиницями.

Приймемо, що джерело вхідного коду гарантує правильність виставленої інформації під час дії стробірующего імпульсу стробі, а сам пристрій підтверджує видачу вихідного коду генерацією імпульсу зчитування УСЧІТ.

 Синхронізацію виберемо зовнішню з частотою ГТВ - 5 МГц.

Будемо вважати, що зміна кодів X і Y здійснюється за позитивного фронту ГТВ, тривалість імпульсів Строб і УСЧІТ дорівнює періоду тактовою послідовності і позитивні фронти цих імпульсів з'являються услід за позитивним фронтом імпульсів ГТВ.

 Приймемо, що в розробляється пристрої не потрібна внутрішня індикація, і не будемо накладати обмежень на споживану потужність.

2. Комбінаційні РЕАЛІЗАЦІЯ ПРИСТРОЇ.

 При побудові пристрою у вигляді комбінаційної схеми треба вирішити завдання синтезу системи шістнадцяти логічних функцій 16 змінних. Рішення завдання з використанням логічних елементів приведе до дуже об'ємної реалізації. У зв'язку з цим розглянемо два варіанти рішення: з використанням ПЗУ для запису значень шуканих логічних функцій або з позицій операційного синтезу, побудувавши пристрій, що реалізує ланцюжок простих перетворень.

2.1. Комбінаційні РЕАЛІЗАЦІЯ З ПЗУ.

 Як ПЗУ будемо використовувати РПЗУ з ультрафіолетовим стиранням К573РФ7. Організація цих РПЗУ 32Кх8. Для реалізації операційної частини пристрою буде потрібно 4 мікросхеми К573РФ7 і одна мікросхема К155ЛА3. Керуюча частина, що формує сигнал УСЧІТ, буде представляти собою пристрій затримки імпульсу Строб на час, необхідний для вибірки адреси. Такий пристрій можна використовувати в системах, в яких допустимий час формування вихідного коду не перевищує 500 нс: справді, затримка вихідного коду t може бути обчислена за формулою:

 t = t (РПЗУ) + t (CS) = t (K573РФ7) + t (К155ЛА3) = 450 +22 = 472 нс, де

t (РПЗУ) - час вибірки адреси,

t (CS) - затримка формування сигналу CS.

Функціональна схема пристрою представлена на рис. 2.1.

Вхідний код Х (1:15) використовується як адресу і подається паралельно на всі мікросхеми РПЗУ (ПР1-ПР4). Розряд Х (16) використовується для вибору пари мікросхем (ПР1, ПР3 або ПР2, ПР4). Мікросхеми ПР1, ПР2 зберігають молодші 8 біт вихідного коду (Y (1:8)), а ПР3, ПР4 - старші (Y (9:16)). Сигнал УСЧІТ утворюється шляхом затримки сигналу Строб на максимально можливий час формування вихідного коду. Для частоти ГТВ в 5 МГц буде потрібно затримка на три такти.

 Програмування мікросхем ПР1 - ПР4 будемо проводити, відповідно, за таблицями 2.1 - 2.4.

Керуюча частина пристрою, що представляє собою схему затримки вхідного сигналу Строб для отримання сигналу УСЧІТ, реалізована на основі двійкового лічильника, підраховують число тактів затримки. Принципова схема керуючої частини представлена на рис. 2. 2, а часова діаграма роботи - на рис. 2. 3.

На елементі DD1 (Мал. 2. 2) реалізована схема формування сигналу дозволу рахунку (розрив), а на DD3.1 - схема визначення кінця рахунку. Елемент DD3. 2 використовується для отримання заданої полярності вихідного сигналу.

 Принципова схема операційної частини пристрою, побудована на основі функціональної схеми рис. 2.1, зображена на рис. 2. 4.

 Граф - схеми алгоритмів і графи переходів для цих схем не наводяться у зв'язку з простотою реалізації і будуть представлені для регістровий реалізації пристрою.

2. 2. Комбінаційні РЕАЛІЗАЦІЯ на основі операційної СИНТЕЗУ.

 Розглянуте в попередньому підрозділі пристрій при всій його простоті володіє двома недоліками - великим часом формування вихідного коду і відносною дорожнечею застосовуваних мікросхем.

 З позицій операційного синтезу функціональна схема пристрою може являти собою набір з двох перетворювачів вхідного коду до числа що містяться в ньому одиниць, суматора, що одержує число одиниць у вхідному коді і перетворювача отриманого числа у вихідний позиційний код.

 Функціональна схема пристрою представлена на рис. 2. 5.

Розбивши вхідний код на дві частини (розряди Х (1:8) і X (9:16)) можна використовувати ППЗУ з організацією 256х4 біт (К556РТ4) для створення перетворювачів "код-число одиниць" (ПР1, ПР2). Суму будемо формувати як вихідний код суматора і розряд переносу. Отриманий 5 - розрядний двійковий код будемо використовувати для отримання на перетворювачі "число - позиційний код" (ПР3 - ПР6) вихідного коду. Вибір 4 мікросхем для цього перетворювача обумовлений розрядністю вихідного коду.

 Такий пристрій можна використовувати в системах, в яких допустимий час формування вихідного коду не перевищує 200 нс: справді, затримка вихідного коду t може бути обчислена за формулою:

 t = t (ППЗУ) + t (SM) + t (ППЗУ) = 2 * t (K556РТ4) + t (К155ІМ3) = = 70 +40 +70 = 180 нс, де

t (ППЗУ) - затримка в ППЗУ, t (SM) - затримка суматора.

 Керуюча частина пристрою, що представляє собою схему затримки вхідного сигналу Строб для отримання сигналу УСЧІТ, реалізована за схемою, аналогічною попередньої. Сигнал УСЧІТ утворюється шляхом затримки сигналу Строб на максимально можливий час формування вихідного коду. Для частоти ГТВ в 5 МГц буде потрібно затримка на один такт.

 Програмування мікросхем ПР1, ПР2 будемо проводити, відповідно, за таблицями 2.5, 2.6, а ПР3-ПР6 - за таблицями 2.7 - 2.10.

Принципова схема керуючої частини представлена на рис. 2.6, а часова діаграма роботи - на рис. 2. 7.

На елементі DD1 (Мал. 2. 2) реалізована схема формування сигналу дозволу рахунку (розрив), а на DD3.1 - схема визначення кінця рахунку. Елемент DD3. 2 використовується для отримання заданої полярності вихідного сигналу.

 Принципова схема операційної частини пристрою, побудована на основі функціональної схеми рис. 2.5, зображена на рис. 2. 8.