2.4.1. Проектирование распределителя сигналов
Устройство, вырабатывающее управляющие сигналы СИ I, СИ 2, СИ 3 и СИ 4, называется распределителем сигналов.
Распределитель сигналов имеет 4 выхода и предназначен для управления процессом работы устройства. Назначение сигналов, на каждом из четырех выходов распределителя:
• первая ветка: сигнал подается на синхровход С регистров входов,
происходит занесение данных в регистры;
• вторая ветка: сигнал подается на синхровход С регистров выходов,
происходит занесение данных в регистры;
• третья ветка: сигнал подается на синхровход С регистра признаков,
происходит занесение флагов окончания процесса в регистр;
• четвертая ветка: сигнал подается на асинхронный вход R триггера
пуска, происходит останов процесса.
Входными сигналами распределителя сигналов являются импульсы с генератора импульсов. Генератор вырабатывает импульсные сигналы длительностью 2 нсек. со скважностью 1. Распределитель сигналов должен "выделить" из этой последовательности 4 сигнала с определенной временной задержкой между ними.
При проектировании подобного распределителя сигналов, в первую очередь необходимо определить временные интервалы Т1, Т2 и Т3.
Т1 - характеризуется временем работы трех разрядного десятичного сумматора комбинационного типа. Для определения этой величины надо определить время задержки сигналов по каждой схеме, которая входит составной частью в общую схему.
Одноразрядный двоичный сумматор
По выходу P – единица переноса = 2нс.
По выходу S – единица переноса = 3нс.
Одноразрядный десятичный сумматор
Результат: 6*2+3 = 15нс.
Единица переноса: 8нс.
Преобразователь
Задержка = 3нс.
Переполнение разрядной сетки
Задержка = 3нс.
Трехразрядный десятичный сумматор
Преобразователь + 3* един переноса в одноразрядном десятичном сумматоре + един переноса в одноразрядном двоичном сумматоре + результат в одноразрядном десятичном сумматоре + преобразователь.
3 + 3*8 + 2 + 15 +3 = 47
Так как Т1 должно быть кратно 4 (длительность импульса 2 нсек и промежуток между импульсами также 2 нсек.} и более 47 нсек, то Т1 = 48 нсек
Временной интервал Т2 определяется задержкой сигнала во входных цепях регистра признаков. Комбинационная схема на входе триггера, отвечающего за признак равенства нулю результата, имеет задержку 3 нсек, поэтому Т2 = 4 нсек.
Величина Т3 также равна 4 нсек, так как сигнал останова СИ 4 идет непосредственно за сигналом СИ 3.
Имея временные интервалы между выходными сигналами в распределителе сигналов, можно приступить к проектированию данного устройства.
Распределитель сигналов является генератором следующих четырехразрядных двоичных чисел:
Распределитель сигналов будет проектироваться на основе счетчика с пересчетом на 16 и комбинационной схемой на выходе. Для проектирования счетчика понадобится 4 триггера.
Составим таблицу переходов и выходов устройства.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
По всем полученным логическим уравнениям можно построить функциональную схему распределителя сигналов
Общая структура схемы 3-х разрядного десятичного сумматора с устройством управления представлена. По сигналу НУ триггеры регистров и распределителя сигналов устанавливаются в «0» состояние По сигналу « Пуск » триггер пуска устанавливается в «1» состояние и импульсы с ГИ через схему «И» поступают на распределитель сигналов. Последний вырабатывает управляющие сигналы Сu1, Сu2, СuЗ, и Сu4. Сигнал Сu4 устанавливает триггер пуска в «0» состояние и отключает ГИ от распределителя сигналов.
