2.Розрахункова частина

2.1 Буфер вхідних сигналів управління

У сигнатурному аналізаторі СА набір вхідних сигналів управління, обмежений сигналами пуску, стопу і синхронізації. Специфічною особливістю є те, що необхідно мати можливість встановлювати для сигналів пуску, стопу і синхронізації будь-який активний фронт - наростаючий або що спадаючий. Наприклад, в одному тесті потрібний сигнал пуску з активним наростаючим фронтом, а в іншому тесті він повинен запускати операції спадаючим фронтом. Можливість завдання активного фронту сигналу забезпечується вхідними елементами виключне АБО, через які сигнали проходять в схему управління.

Для реалізації цієї функції доцільно використовувати інтегральну мікросхему КР1533ЛП5, яка містить чотири незалежні логічні елементи виключне АБО. Результати синтезу схеми перевірялись за допомогою програми Multisim (рис. 2.1). Сигнал подається на вхід 2 мікросхеми DD1. При цьому перемикач S₁ підключений до землі або до джерела живлення Vcc. Коли ключ замкнути на землю, на виході 3 елементу виключне АБО повторюється вхідний сигнал. Якщо ж S₁ підключений до Vcc, сигнал на виході є інверсією вхідного сигналу. Таким чином для задоволення цієї вимоги за допомогою S₁ можна вибрати або наростаючий фронт сигналу (S₁ підключений до землі), або спадаючий фронт сигналу (S₁ підключений до Vcc).

В розробленому сигнатурному аналізаторі завдання активного фронту сигналу здійснюється перемикачами SA1 («Пуск»), SA2 («Стоп»), SA3 («Синхронізація»), що взаємодіють з елементами виключне АБО мікросхеми DD1 ( КР1533ЛП5), через які відповідні сигнали проходять в схему управління.

Рисунок 2.1- Завдання активного фронту сигналу

Робочі фронти сигналів пуску, стопу і синхронізації задаються за допомогою вентилів виключне АБО як керовані інвертори. Для управління цими вентилями можуть бути використані однополюсні перемикачі (чи логічні сигнали, які формуються інтерфейсом мікро ЕОМ).

2.2 Схема управління

Схема управління керує усіма процесами в СА. Сигнали «Пуск», «Стоп» і «Синхронізація» подаються з системи, що перевіряється, разом з сигналом тест-послідовності «Данні», яка також надходить від неї. Фронт сигналу "Пуск" готує регістр зсуву до прийому тест-послідовності і задає фронт часового вікна, а сигналу "Стоп" - його зріз.

Для формування часового вікна використовуються ІС КР1533ТВ6 DD3-DD4.

Мікросхема КР1533ТВ6 є два JK - тригера, що спрацьовують по негативному фронту тактового сигналу, з входами скидання. Низький рівень напруги на вході скидання R встановлює прямий вихід 0 відповідного тригера в стан низького рівня напруги незалежно від логічного стану на інших входах.

За наявності на вході скидання напруги високого рівня для правильної роботи тригера потрібно здійснити попередню установку інформації по входах J і К відносно негативного фронту тактового сигналу, а також відповідну витримку інформації після подачі негативного фронту синхросигналу С. При подачі на входи J і К напруги високого рівня тригер працюватиме як рахунковий.

Таблиця істинності
Входи				Виходи
	С	J	K
0				0	1
1		0	1	0	1
1		1	1	рахунковий режим
1		0	0
1		1	0	0	1
1	1		

а) б)

Рисунок 2.2 – Умовне графічне позначення (а) та таблиця істинності

ІС КР1533ТВ6 (б)

Схема пуску/стопу, яка побудована на JK – тригерах тактується незатриманими синхросигналами, які надходять з каналу синхронізації через елемент DD2.3.

Мікросхема DD2 - КР1533ТЛ2 містить шість ідентичних логічних елементів тригерів Шмітта з інверсією. Наявність на входах елементів гістерезису дозволяє використовувати мікросхему як формувач імпульсів, амплітудного детектора, формувача розширених імпульсів.

Застосування схеми, що синхронізує сигнали пуску і стопу сигналами тактування від об'єкту контролю, забезпечує сприйняття схемою аналізатора тільки тих даних, які мають місце у момент зміни стану синхросигналів.

Сигнал "Стоп" не чинить своєї дії, поки не будуть встановлені в одиничний стан два тригери DD3.1 та DD3.2, пов'язані з сигналом "Пуск". Обидва сигнали, для того, щоб правильно виконували свої функції, повинні перебувати в стані, попереднього їх спрацьовуванню, не менше, ніж протягом проходження активного фронту хоч би одного синхросигналу. Упродовж усієї тривалості сигнатурного вікна має високий рівень сигнал RUN (Робота), який формується на елементах DD1.4 та DD6.1. Мікросхема DD6 - КР1533ЛИ1 містить чотири ідентичні логічні елементи із стандартними активними виходами, що виконують функції «І». Наявність сигналу RUN ідентифікує світлодіод VD1 (АЛ 307Б) підключений до виходу елемента DD1.4. Включення індикатора відбувається при нульовому рівні напруги на виході ІС. Опір струмообмежувального резистора R10:

(2.1)

де U_дж - напруга джерела живлення;

- нульовий логічний рівень вихідної напруги ІС;

– пряме спадання напруги на свідлодіоді;

.

ом.

В СА потрібно ввести перекіс в сигнали пуску і стопу, щоб нестабільні фронти сигналів не запускали реєстрацію даних. Ця проблема вирішується за допомогою введення невеликих затримок.

Правильна реєстрація даних в сигнатурному аналізаторі забезпечується введенням невеликої затримки між синхросигналом тестованого пристрою і сигналом, по якому в регістрі здійснюється зсув.

Для реалізації цієї затримки використовується ІС DD7 - КР1533АГ3

Мікросхема КР1533АГ3 вміщує два одновібратори очікування, з можливістю перезапуску. Кожен одновібратор має прямий і інверсний виходи, вхід скидання (активний рівень напруги - низький) і два входи запуску : - прямий з активним високим рівнем і - інверсний з активним низьким рівнем напруги (рис. 2.3) . Тривалість вихідного імпульсу визначається зовнішніми елементами R і С:

. (2.2)

Вихідний імпульс можна обірвати, подавши на вхід скидання R напругу низького рівня.

Схема затримки включається між виходом елемента DD2.3 та входом елемента DD6.2 і забезпечує затримку 100 нс надходження синхросигналу на управління зсувом регістра. Такої затримки вистачає для стабілізації сигналів, які починають реєстрацію даних.

Таблиця істинності
Входи			Виходи
0			0	1
	1		0	1
		0	0	1
1	0	
1		1
	0	1

а) б)

Рисунок 2.3 – Умовне графічне позначення (а) та таблиця істинності

ІС КР1533АГ3 (б)

Після надходження сигналу «Стоп», негативним фронтом сигналу RUN запускаються інші схеми формування поодиноких імпульсів. Одна з яких на елементі DD9.1 формує імпульс початкової установки схеми пуску/стопу , який скидає тригери DD3 та DD4. Друга схема з затримкою ініціює послідовність імпульсів. Так мікросхема DD9.2 формує сигнал на виході за яким дані з регістра зсуву DD3 та DD4 фіксуються в пам'яті індикаторів DD13, DD14 і в 8-розрядних регістрах DD15, DD16, що використовуються, як інтерфейс ЕОМ. Після відповідної затримки 100нс подається також сигнал початкової установки регістра зсуву , який формує ІС DD12. Цей сигнал може бути використаний в якості сигналу переривання для мікро-ЕОМ, якщо декодування та індикація сигнатур здійснюються з її застосуванням. Припинити процес формування сигнатури також можливо натисканням кнопки SB1, що приведе до скидання тригерів DD3 та DD4.