4 Разработка и описание принципиальной электрической схемы устройства

Разработаем согласно заданию принципиальную электрическую схему устройства сравнения четырехразрядных двоичных чисел (лист 2).

Принципиальная электрическая схема устройства состоит из двух регистров на микросхемах ЭКР1554ТМ8(IN74AC175), счетчика, построенного на микросхеме ЭКР1554ИЕ18(IN74AC163), компаратора четырехразрядных двоичных чисел, а также блока индикации, состоящего из трех светодиодов и трех ограничивающих резисторов.

Регистр, реализованный на микросхеме ЭКР1554ТМ8(IN74AC175),служит для ввода четырехразрядного двоичного числа A. На принципиальной схеме регистр обозначен как DD2.

Построенный на микросхеме ЭКР1554ИЕ18(IN74AC163) счетчик, обозначен на схеме как DD3 и служит для ввода четырехразрядного двоичного числа B.

Регистр DD13, необходимый хранения и вывода результата сравнения двоичных чисел Aи B, представляет собой микросхему ЭКР1554ТМ8 (IN74AC175).

Блок индикации представлен в виде трех светодиодов HL1, HL2, HL3, а также трех ограничительных резисторов Rогр.

Компаратора четырехразрядных двоичных чисел реализован на микросхемах DD1.2, DD4 – DD12, которые представляют собой логические элементы основного базиса.

Управление регистрами и счетчиком осуществляется по положительному фронту импульсов.

Счетчик DD3 работает в режиме предустановки, для обеспечения которого на его входы CEP и CET подается постоянный уровень логической единицы, а на вход подается постоянный уровень логического нуля. Для подачи входы CEP и CET уровня логической единицыиспользуется инвертор DD1.1.

Сначала сравниваемые числа А и В, а также сигналы управления, подающиеся на схему через двенадцатиразрядную шину данных и сигналов управления, поступают на входы микросхемы регистра DD2 и микросхемы счетчика DD3. На входы компаратора четырехразрядное двоичное число A поступает с выходов регистра DD2, а четырехразрядное двоичное число B с выходов счетчика DD3.

Входной регистр DD2, счетчик DD3, инверторы компаратора DD4 и DD1.2, а также конъюнкторы DD5 – DD7 подключены к шестнадцатиразрядной шине данных.

После обработки информации в узлах компаратора данные поступают на выходной регистр DD13 с тремя подключенными входами и выходами. Для подачи управляющих импульсов входы С и R микросхемы DD13 подключены к двенадцатиразрядной шине данных и сигналов управления. На трех выходах регистра DD13 формируется результат сравнения двух четырехразрядных чисел А и В.

Параллельно к выходам регистра DD13 подключается блок индикации, который состоит из трех ограничивающих диодов и трех светодиодов подключенных к корпусу устройства.

С выходного регистра сигналы поступают на блок индикации, состоящий из трех светодиодов и трех ограничивающих резисторов, включенных плюсом к выходному регистру, а минусом к корпусу устройства. При наличии на одном из выходов регистра уровня логической единицы будет соответствующий работать соответствующий диод.

В соответствии с исходными данными для сравнения даны четырехразрядные двоичные числа А = 8₍₁₆₎=1000₍₂₎, операнд B = В₍₁₆₎= 1011₍₂₎.

Выходы данных микросхем подключены к выходному регистру DD13, который служит для сохранения и вывода результатов сравнения.

Так как операнд A меньше операнда B, уровень логической единицы должен быть только на выходе Q₁ регистра DD13. Предшествует появлению данного уровня сигнала ввод двоичных чисел A и В в регистр DD2 и счетчик DD3 соответственно, передача чисел к узлам компаратора, прохождение данных через DD1.2, DD4 – DD12 и ввод результатов в выходной регистр DD13.

26