2.2. Рабочее задание

2.2.1. Выполните в программе VirtualPCB коммутацию, необходимую для исследования счетчика по п. ­2.1.3. Выберите, какие сигналы будете получать с поля констант и какие выдавать на индикацию, проверьте отображение всех выходных сигналов в поле индикации. Учтите, что при исследовании счета на неиспользуемый счетный вход следует подавать лог.1. Установите счетчик в разъем, проведите исследование, включая анализ приоритетов, отметьте в плане проверенные режимы, покажите преподавателю. Сохраните последний вариант схемы под именем ЛР6_1.

2.2.2. Получите у преподавателя 3 заданных значения коэффициента деления, скорректируйте схему, разработанную по п. 2.1.4-2.1.5, под первое из значений. Выполните в программе VirtualPCB коммутацию, необходимую для исследования делителя, причем с учетом уровней, подаваемых на неиспользуемые входы. Установите выбранные вами микросхемы в колодки согласно правилу, приведенному выше, включите питание стенда и щелкните «Соединиться с устройством». Проведите исследование для всех трех заданных значений, меняя коммутацию. Покажите преподавателю, выполняет ли схема функцию делителя с заданными К_дел. Сохраните последний вариант схемы под именем ЛР6_2.

2.2.3. Соберите схему, разработанную согласно п.­ 2.1.6, проверьте отображение всех выходных сигналов в поле индикации. проверьте правильность коммутации и проведите исследования, выбрав по согласованию с преподавателем три значения К_дел для счета вверх и одно – для счета вниз. Сверьте результаты с разработанными вами таблицами. Подготовьте словесное описание работы схемы. Покажите преподавателю, выполняет ли схема функцию делителя с заданными К_дел.

2.2.4. Проверьте полноту отражения в отчете результатов экспериментов и сделайте ВЫВОДЫ по каждой схеме.

3. Итоговые вопросы

1. Дайте общее определение счетчиков, их классификацию и функциональные возможности каждой разновидности.

2. Сравните схемы, приведенные на рис. 7.1,а и рисунке 1.4 методических указаний к ЛР по курсу «Цифровая электроника». Объясните порядок изменения состояния светодиодов в эксперименте по исследованию схемы 1.4.

3. Перечислите способы организации делителей на основе специальных и полных счетчиков.

4. Изобразите структурную схему делителя с переменным К_дел и установкой заданного исходного состояния, дайте описание его работы.

5. Изобразите структурную схему делителя с переменным К_дел и установкой заданного конечного состояния, дайте описание его работы. Объясните, почему в качестве компаратора используют элемент И, на входы которого подают выходные сигналы только с тех разрядов счетчика, которые в состоянии А= К_дел имеют значения лог.1, и почему не контролируют наличие лог.0 на остальных выходах счетчика.

6. Проведите сравнительный анализ различных схем делителей.

7. Приведите схемные решения, улучшающие работу делителей.

8. Перечислите функциональные возможности микросхемы ИЕ7, способы ее перевода в каждый из режимов, приоритеты.

9. Обоснуйте разработанные вами схемы и планы экспериментов, дайте описание работы каждой схемы с демонстрацией временных диаграмм.

Лабораторная работа № 8

ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПЭВМ IBM PC

Цель работы – изучение принципов преобразования сигналов шины ISA ПЭВМ типа IBM PC и реализации этих принципов в устройствах, согласующих шину с объектами управления.

1. Теоретические сведения

Описание шин семейства ISA

Шина ISA ПЭВМ IBM PC предназначена для организации обмена данными с устройствами ЭВМ и внешними объектами при использовании ЭВМ в составе информационно-вычислительных комплексов и сис­тем управления. Шина реализована по принципам откры­той архитектуры /1, 2/. Она относится к демультиплексированным (то есть имеющим раздельные шины адреса и данных) 16-разрядным системным магистралям малого быстродействия. Обмен осуществляется 8- или 16-разрядными данными. На магистрали реализован раздельный доступ к памяти компьютера и к устройствам ввода/вывода (для этого имеются раздельные сигналы ввода/вывода), однако для обращения к памяти шина давно не используется из-за малой скорости обмена. Максимальное адресное пространство для устройств ввода/вывода – 64 Кбайта (16 адресных линий), хотя практически все выпускаемые платы расширения используют только 10 адресных линий (1 Кбайт). Кроме того, нижняя часть пространства ввода/вывода (0-FFh) зарезервирована под устройства системной платы. Таким образом, диапазон адресов устройств шины ISA ограничивает­ся областью 100h-3FFh, то есть всего 758 адресов 8-битных регистров, причем на некоторые из адресов также претендуют системные устройства. На платы, разрабатываемые пользователями, выделен диапазон 300h-31Fh, хотя фактически системные устройства на шине отсутствуют и адресное пространство 100h-3FFh свободно полностью. Прием сигналов требования прерывания – радиальный. Состав сигналов на шине и протокол обмена подробно рассмотрены в /2, 8/.

Сохранение архитектуры семейства шин ISA (включая PC/104 /8/, PC/104+) в промышленных ЭВМ оправдывает изучение ее прототипа в ходе данной лабораторной работы.

Вследствие простоты протокола обмена и низкого необходимого быстродействия реализация интерфейсных модулей, подключаемых к ISA, возможна на дискретных микросхемах малой интеграции. Соответствующие схемные решения приведены в /2, 3/.