КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

2. КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

Разработать преобразователь кода по схеме дешифратор-шифратор с шифратором, выполненным по матричной диодной схеме, для преобразова­ния входной функции, заданной табл.3, в соответствующие им выходные при условии, что входные функции заданы - двоичным четырехразрядным кодом, выходные – двоичным пятиразрядным кодом. Диапазон изменения параметра X составляет (0...1)/2 с дискретностью 0,1. Параллельный код преобразовать в последовательный, направив его в линию связи с волновым сопротивлением 50 Ом.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. В соответствии с двумя последними цифрами зачетной книжки выбирается номер варианта и выполняется входная и выходная функции разрабатываемого устройства

Таблица 3

№	Вход	Выход	№	Вход	Выход
1	sin х	х	15	1- sin  х	0.9 х
2	cos х	х	16	1-cos2 х	х
3	1 - sin х	0,8 x	17	х sin  х	sin х
4	1 - cos х	0,8 x	18	х cos х	cos х
5	sin х	x2	19	х(1- sin х)	х
6	cos х	x2	20	X (1 - cos х)	х
7	1- sin лх	x2	21	х (1- sin х) 2	sin x
8	1- cos х	x2	22	х (1 - cos х)2	cos x
9	(1- sin х)2	0,5 x	23	х (1 - cos х)1/2	х
10	(1- cos х)2	х	24	Х(1 - sin х) 1/2	х
11	(l-sin x)1/2	х	25	х(1 - sin х) 1/2	sin x
12	(1- cos х ) 1/2	х	26	х (1- cos х) 1/2	cos x
13	sin2х	х	27	1- х sin х	1- х cos х
14	cos2х	0,4 x	28	sin х	cos х

2. Определяются дискретные значения входной функции при рав­номерной дискретизация с шагом 0,1 при изменении X от 0 до 1. Полу­ченные данные переводят в двоичный четырех разрядный код. Для этого каждое из полученных дискретных значений функции умножают на число (2⁴ - 1), результат округляют до ближайшего целого десятичного числа, ко­торое и записывают в двоичном четырехразрядном коде. Результаты сво­дятся в таблицу. В качестве примера рассмотрен вариант 28. Здесь в строке I -указаны значения X, в строке 2 - х , в строке 3 - sin х в десятичном ко­де, в строке 4 - (2 -1) sin тех - . значения преобразуемой функции sin тех в десятичном коде с учетом разрядности входного десятичного кода, в строке 5 (2 -1) sin тех. округленное до ближайшего целого входной функции в де­сятичном коде, в строке 6 – двоичный четырехразрядный код преобразуемой функции.

3. Определяют дискретные значения выходной функции при тех же значениях и по той же методике с учетом того, что выходная Функция записывается в двоичном пятиразрядном коде Результаты свидятся а таблицу. Для перевода функции cosnx в двоичный пятиразрядный код используется коэффициент (2^s -1).

4. Строится схема преобразователя кодов. Для этого используется де­шифратор 4x16, выходные шины 0 .. 15, которого с помощью диодов соеди­нены с пятью выходными шинами шифратора в соответствии с полученны­ми в результате выполнения пунктов 2 и 3, кодами выходной и входной функций. При этом двоичный четырехразрядный код входной функции на каждом из наборов определяет номер выходной шины шифратора, а соот­ветствующий ему двоичный пятиразрядный код – узлы соединения этой вы­ходной шины с соответствующей разрядной выходной шиной шифратора. Соединения выходной шины дешифратора и выходных шин шифратору осуществляются с помощью диодов только в тех разрядах, где код выходно­го пятиразрядного двоичного числа равен единице. Схема ПК для рассмат­риваемого примера строится аналогично рассмотренному преобразователю (рис 6).

В случае, если одному и тому же входному коду соответствуют различные выходные коды, следует взять одно из значений выходною кода.

Преобразование параллельного кода в последовательный возможно с помощью регистра либо мультиплексора. В первом случае код записывается в регистр по команде параллельной записи. Затем на управляющий вход RG подаются такты сдвига, под действием которых код сдвигается и в последо­вательном виде появляется на выходе старшего разряда Регистр следует вы­брать такой, чтобы в него можно было записать 5 разрядов, например, К531ИР24 или два ИР1. Команда записи и импульсы сдвига формируются специальным генератором (генератор можно не разрабатывать).

Во втором случае параллельный код подается на информационные входы мультиплексора (входы D (рис. 7)). На адресные входы (А, В, С) подаст двоичный код, формируемый, например, с помощью двоичного счетчика, запускаемого генератором тактов. Преобразование возможно как со стороны младшего разряда, так и со стороны старшего.

№	Характер	Дискретные значения преобразуемых функций
1	x	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	0,1
2	[x]	0	9	18	27	36	45	54	63	72	81	90
3	sinx	0	0,16	0,31	0,45	0,59	0,71	0,81	0,89	0,95	0,99	1,0
4	(24-1)sinx	0	2,5	4,65	6,75	8,85	10,7	13,2	13,4	14,3	14,8	15,0
5	[(24-1)sinx]	0	3	6,75	7	7	9	11	12	13	14	15
6	двоичный код [(24-1)sinx]	0000	0011	0110	0111	1001	1011	1100	1101	1110	1111	1111

№	Характер	Дискретные значения преобразуемых функций
1	x	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	0,1
2	[x]	0	9	18	27	36	45	54	63	72	81	90
3	sinx	1,0	0,98	0,95	0,88	0,80	0,71	0,57	0,44	0,29	0,14	0
4	(24-1)sinx	31	30,4	29,7	27,4	24,8	22	17,7	13,7	9,0	4,3	0
5	[(24-1)sinx]	31	30	30	27	25	22	18	14	9	4	0
6	двоичный код [(24-1)sinx]	11111	11110	11110	11011	11001	10110	10010	01110	01001	00100	00000

В обоих случаях для согласования преобразователя с линией связи ставится формирователь импульсов, имеющий выходное сопротивление 50 Ом. Этот формирователь подключается к выходу F или F мультиплексора (рис. 7) или к старшему выходу регистра. Формирователь может быть сде­лан как на отдельных дискретных элементах – ключах на транзисторах, так и на основе специальных логических схем – линейных формирователях типа К155ЛЕ2.

Примечание. В указаниях приведены микросхемы 155 серии. Задание можно выполнять на любой серии микросхем.

Генераторы тактовых и управляющих импульсов можно не разраба­тывать и не приводить на принципиальной схеме. Но необходимо указать на временной диаграмме последовательность действия этих импульсов.

Студенты, знакомые с микропроцессором, могут выполнить данное задание на каком-либо микропроцессорном комплекте. В этом случае в от­чете следует представить программу преобразования непрерывной функции в код, увеличив число точек отсчета, программу управления выходным пор­том. На принципиальной схеме представить микропроцессор с указанием всех задействованных выходов; преобразователь параллельного кода в по­следовательный, линейный формирователь. Принципиальная схема должна сопровождаться кратким описанием ее работы.

3. ЗАДАНИЕ НА ИССЛЕДОВАНИЕ

Исследовать работу предложенных шифраторов, дешифраторов, мультиплексоров, демультиплексоров и преобразователей кодов.

ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТОВ

В отчете необходимо представить схемы исследованных элементов и временные диаграммы, а также номер варианта, таблицы преобразования, таблицу функционирования кодопреобразователя, принципиальную схему преобразователя с описанием его работы. Принципиальная схема должна быть оформлена с соблюдением требований ЕСКД. В конце отчета указывается список литературы.

библиографический список

1.     Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы / Под ред. С.В.Якубовского. М: Радио и связь, 1997. 432 с.

2.     Гусев В.Г., Гусев Ю.М Электроника. М.: Высш. шк., 1996. 490 с. ил.

3.     Калиш Г.Г. Основы вычислительной техники М.: Высш. шк., 2000.-271 с: ил.

4.     Шило В.И. Популярные цифровые микросхемы. М: Радио и связь, 1998. 320 с: ил.

5.     Каган Б.М., Сташин В.В. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики. М.: Энергоатомиздат, 1997.

6.     Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы 3 изд. М.: Энергоатомиздат, 1991.

7.     Мокрецов В.Д. Комбинационные схемы в МП систе­мах: Учебное пособие. Свердловск: УПИ, 1999. 97 с: ил.

8.     Применение ИМС в электронной вычислительной технике: Справочник Под ред. Б.Н.Файзулаева. Ра­дио и связь, 1997, 476с: ил.

9.     Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: справочник под ред. СВ. Якубовского М.: Радио и связь, 1994

ПРИЛОЖЕНИЕ

Цоколевка некоторых микросхем

К155ИДЗ

Дешифратор – демультиплексор 4 линии на 16.

Назначение выводов: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17 – выходы Yl, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, Y7, Y8, Y9, Y10, Yll, Y12, Y13, Y14, Y15, Y16; 12 – общий; 18, 19 – стробирующие входы XI, Х2; 20,21,22,23 – информационные входы Х6, Х5, Х4, ХЗ; 24 – напряжение питания.

К155ИД4

Сдвоенный дешифратор – демультиплексор 2-4.

Назначение выводов: 1 – вход информационный, 2 – стробирующий вход, 3, 13 – адресный вход, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12 – выходы, 8 – общий, 14 – стробирующий (инверсный) вход, 15 – вход информационный (инверсный), 14 –напряжение питания

К155КП7

Селектор — мультиплексор данных на 8 каналов со стробированием.

Назначение выводов: 1, 2, 3, 4, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 – входы; 5, 6 – выходы; 8 – общий; 16 – напряжение питания.

К155ИР13

Четырехразрядный универсальный сдвиговый регистр.

1 – вход режимный S0; 2 – вход последовательного ввода информации при сдвиге вправо DR; 3 – вход информационный D0; 4 – выход Q0; 5 – вход D1; 6 – выход Q1; 7 – вход D2; 8 – выход Q2; 9 – вход D3; 10 – выход Q3; 11 – вход синхронизации С; 12 – общий; 13 – вход инверсный "сброс" R; 14 – выход Q4; 15 – вход D4; 16 – выход Q5; 17 – вход D5; 18 – выход Q6; 19 – вход D6; 20 – выход Q7; 21 – вход D7; 22 – вход последовательного ввода информации при сдвиге влево DL; 23 – вход режимный S1; 24 – напряжение питания;

К155ИВ1

Приоритетный шифратор 8 каналов в 3.

1 – вход X4; 2 – вход X5; 3 – вход X6; 4 – вход X7; 5 – вход E; 6 – выход A2; 7 – выход A1; 8 – общий; 9 – выход A0; 10 – вход X0; 11 – вход X1; 12 – вход X2; 13 – вход X3; 14 – выход GS; 15 – выход E; 16 – напряжение питания;

К155ИД1

Двоично-десятичный дешифратор с высоковольтным выходом.

1 – выход V8; 2 – выход V9; 3 – вход X1; 4 – вход X4; 5 – напряжение питания (+U_п ); 6 – вход X2; 7 – вход X3; 8 – выход V2; 9 – выход V3; 10 – выход V7; 11 – выход V5; 12 – общий; 13 – выход V4; 14 – выход V5; 15 – выход V1; 16 – выход V0;

К155КП2

Сдвоенный цифровой селектор-мультиплексор 4-1.

1 – вход разрешения V1; 2 – вход выборки разряда S2; 3 – вход информационный A3; 4 – вход информационный A2; 5 – вход информационный A1; 6 – вход информационный A0; 7 – выход A; 8 – общий; 9 – выход D; 10 – вход информационный D0; 11 – вход информационный D1; 12 – вход информационный D2; 13 – вход информационный D3; 14 – вход выборки разряда S1; 15 – вход разрешения V2; 16 – напряжение питания;

К155КП5

Селектор-мультиплексор данных на 8 каналов.

1 – вход X5; 2 – вход X4; 3 – вход X3; 4 – вход X2; 5 – вход X1; 6 – выход Y; 7 – общий; 8 – вход X11; 9 – вход X10; 10 – вход X9; 11 – вход X8; 12 – вход X7; 13 – вход X6; 14 – напряжение питания;

К155ИР1

Четырехразрядный универсальный сдвиговый регистр.

1 – информационный вход V1; 2 – в ход первого разряда D1; 3 – вход второго разряда D2; 4 – вход третьего разряда D3; 5 – вход четвертого разряда D4; 6 – вход выбора режима V2; 7 – общий; 8 – вход синхронизации C2; 9 – вход синхронизации C1; 10 – выход четвертого разряда; 11 – выход третьего разряда; 12 – выход второго разряда; 13 – выход первого разряда; 14 – напряжение питания;

К155ИР15

Регистр четырехразрядный с тремя состояниями выхода.

1 – управление выходами V1; 2 – управление выходами V2; 3 – выход первого разряда Q1; 4 – выход второго разряда Q2; 5 – выход третьего разряда Q3; 6 – выход четвертого разряда Q4; 7 – вход синхронизации C; 8 – общий; 9 – разрешение данных V3; 10 – разрешение данных V4; 11 – вход четвертого разряда D4; 12 – вход третьего разряда D3; 13 – вход второго разряда D2; 14 – вход первого разряда D1; 15 – вход установки нуля; 16 – напряжение питания;

К155КП7

Селектор-мультиплексор на восемь каналов со стробированием

1-4 – входы информационные D3-D1; 5 – выход Y1; 6 – выход Y2; 7 – вход разрешения; 8 – общий; 9 – вход C; 10 – вход B; 11 – вход A; 12-15 – входы информационные D7-D4; 16 – напряжение питания;

К155ИР17

Четырехразрядный универсальный сдвиговый регистр.

1 – инверсный вход Е (разрешение); 2 – выход J0; 3 – инверсный выход С (завершение преобразования); 4 – выход Q0; 5 – выход Q1; 6 – выход Q2; 7 – выход Q3; 8 – выход Q4; 9 – выход Q5; 10,15,22 – свободные; 11 – вход данных D; 12 – общий; 13 – вход С (тактовый); 14 – инверсный вход S (пуск); 16 – выход Q6; 17 – выход Q7; 18 – выход Q8; 19 – выход Q9; 20 – выход Q10; 21 – выход Q11; 23 – инверсный выход Q11; 24 – напряжение питания;