8

Федеральное агентство по образованию

ТОМСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра телевидения и управления

Лабораторная работа по курсу «Вычислительная техника и информационные технологии»

ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Проверил: Выполнили:

Доцент кафедры ТУ студенты группы 157

Потехин В.А._________ Семкин А.О. ________

Биктимирова Н.С._________

Томск 2009

Введение

Целью цикла лабораторных работ является ознакомление с типовыми узлами ЭВМ и микропроцессоров, получение навыков проверки субблоков, изготавливаемых с использованием микросхем средней и малой степени интеграции. Все используемые микросхемы относятся к классу транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ).

Целью данной лабораторной работы является ознакомление с принципом работы запоминающего устройства К155 РУ2 (на принципиальной схеме имеет обозначение D2, D3), получение навыков работы с запоминающим устройством, записи и считывания информации из ячеек памяти.

1. Принципиальная схема устройства

Принципиальная схема устройства представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 Схема устройства

Счетчик адреса D1 (К155 ИЕ5):

• Представляет собой двоичный четырехразрядный счетчик, состоящий из двух делителей частоты.

• Входы C1, C2 делят частоту на 2 (для входа C1 выход 1) и на 8 ( для входа C2 выходы 2, 4, 8). На схеме они соединены последовательно, т.е. образуют счетчик, который меняет свое состояние от 0000(2) до 1111(2).

• Вход R – асинхронный вход установки в нулевое состояние высоким уровнем напряжения. Т.е. это вход, который служит для исполнения микрокоманды установки в ноль.

Запоминающее устройство D2, D3 (К155 РУ2):

• Состоит из двух элементов D2 и D3, каждый из которых представляет собой матрицу из 16 четырехразрядных запоминающих ячеек.

• Адрес ячейки определяется двоичным кодом, поданным на адресные входы A1, A2, A3, A4, т.е. каждой двоичной комбинации на входе однозначно соответствует одна из 16 ячеек памяти.

• Входы D1, D2, D3, D4 – информационные входы, на которые подается двоичный код числа, которое должно быть записано в одну из ячеек запоминающего устройства.

• Вход CS называется входом выборки кристалла. При нулевом значении сигнала на этом входе, запоминающее устройство включено в работу, при единичном значении CS – отключено.

• Вход WE – вход управления записью-чтением. При единичном значении WE, происходит чтение ячейки памяти устройства, адрес которой установлен на адресных входах. При WE = 0, происходит запись кода в выбранную ячейку памяти с входов D1…D4.

• Q1, Q2, Q3, Q4 – выходы запоминающего устройства.

Схема индикации:

• Включает в себя элементы D4, D5 (микросхемы К155 ЛА8) и светодиодный индикатор VD1 (АЛС 301).

• Элемент D4 (D5) состоит из четырех схем 2И-НЕ с открытым коллектором. Каждый выход через токоограничивающий резистор R соединен с одним из восьми сегментов светодиодного индикатора. При поступлении высокого уровня сигнала на разрешающие входы D4, D5 и высокого уровня на другие входы D4, D5 (с выхода D2, D3) на выходе схем 2И-НЕ появляется низкий уровень напряжения, т.е. выходной транзистор открыт. При этом зажигается соответствующий сегмент индикатора.

2. Ход работы

Для того, чтобы ознакомиться с принципом работы запоминающего устройства, соберем схему, изображенную на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 Схема лабораторной установки, запоминающее устройство, соединенное с элементами управления

Таким образом, мы соединили входы адресного счетчика и запоминающего устройства с тумблерами стенда (блок тумблеров E₀ – E₈, F₀ – F₈), а адресные входы запоминающего устройства со светодиодами стенда (блок светодиодов A). Т.е. получена возможность изменять адрес ячейки памяти, в которую будет производиться запись, видеть этот адрес на стенде, в виде загорающихся светодиодов, и подавать двоичный код на запись в определенную ячейку. Схема управляющих элементов приведена на рисунке 2.2 и рисунке 2.3.

Рисунок 2.2 Подключенные в соответствии со схемой светодиоды стенда

Рисунок 2.3 Подключенные в соответствии со схемой тумблеры стенда

Рассмотрим принцип работы устройства, выполнив задания данной лабораторной работы:

• Запишем в ячейку с нулевым адресом (для этого нужно подать высокий уровень сигнала на вход R счетчика тумблером E1) код, содержащий 1 во всех разрядах. Установив ноль на счетчике, включим запоминающее устройство в работу (тумблер E2 – низкий уровень), переведем его в режим записи (тумблер E3 – низкий уровень), подадим на все тумблеры F0-F7 высокий уровень сигнала, что обеспечит «1» во всех разрядах кода. Переведем устройство в режим чтения (тумблер E3 – высокий уровень) и включим индикатор (тумблер E4 – высокий уровень). Если схема собрана верно, загорятся все сегменты индикатора.

• Запишем в последовательно расположенные ячейки такие коды чисел, чтобы при считывании на индикаторе высвечивалась последовательность цифр шестнадцатиричного кода. Например эта последовательность имеет вид: 0,1,2,…,15. Для того, чтобы записать данную последовательность, необходимо для каждой цифры записать в ячейку код, соответствующий набору горящих сегментов индикатора. Например, для отображения цифры «0» на индикаторе, необходимо, чтобы горели все сегменты, кроме сегмента H и G (тумблеры F7 и F6 – низкий уровень). Последовательность действий для записи кода в последовательно расположенные ячейки следующая:

1. включаем запоминающее устройство в работу (тумблер E2 – низкий уровень),

2. переводим его в режим записи (тумблер E3 – низкий уровень),

3. с помощью тумблеров F0-F7 записываем необходимый для отображения цифры код (высокий высокий уровень – сегмент горит, низкий уровень – сегмент не горит),

4. переводим устройство в режим чтения (тумблер E3 – высокий уровень),

5. переходим в следующую ячейку (для этого необходимо «щелкнуть» тумблером E0, соответствующим входу счетчика),

6. снова переводим устройство в режим записи и повторяем пункты 2)-5) до тех пор, пока не загорятся все светодиоды A0-A3, что будет соответствовать номеру ячейки 1111.

Если схема собрана верно, после перевода устройства в режим чтения по окончании последовательной записи и начала считывания с ячейки с нулевым номером (чтобы перейти в нулевую ячейку, тумблером E1 необходимо подать высокий уровень), на индикаторе (чтобы включить индикатор, необходимо тумблером E4 подать высокий уровень напряжения) будет отображаться последовательность записанных цифр (переход к новой ячейке также осуществляется тумблером E0).

Выводы.

В ходе работы ознакомились с принципом работы запоминающего устройства, были получены навыки записи и считывания информации из ячеек памяти, а также чтения и построения схем. В запоминающее устройство записаны коды, соответствующие последовательности цифр шестнадцатиричного кода.