Потехин / отчет втит

Министерство образования и науки РФ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

(ТУСУР)

Кафедра телевидения и управления

(ТУ)

ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Отчет к лабораторной работе

по дисциплине «Вычислительная техника»

Выполнили:

студенты гр. 169

_______Жидолович С.В.

________Ильченко С.Н.

Проверил:

Доцент каф. ТУ

________Потехин В. А.

2011

ВВЕДЕНИЕ

В 21-ый век человечество вступило с резким скачком в области развития цифровых технологий. На сегодняшний день уже трудно найти человека, который не сталкивался с цифровыми устройствами. Электронные устройства, принципы, действия которых всем известны, приобрели формы уже привычных, порой незаметных микроэлектронных устройств. Немногие имеют представление о процессах проходящих внутри схем. Важнейшей формой представления числа цифровой электронике является двоичный код

В этой лабораторной работе будет проведен анализ устройства, которое преобразует двоичный код в унитарный. Дешифраторы широко используются для преобразования двоичных кодов в управляющие сигналы различных цифровых устройств. Они используются, при управлении цифровыми индикаторами, а также в качестве коммутаторов распределителей информационных каналов и синхро­импульсов, для организации адресной логики в запоминающих устройствах, при выводе символов на печать.

1. Описание схемы устройства.

Принципиальная схема устройства приведена на рисунке 1. Она включает в себя счетчик адреса D1, запоминающее устройство D2, D3 и схему индикации D4, D5, VD1.

Счетчик адрес D1 (микросхема К155ИЕ5) представляет собой двоичный четырехзначный счетчик, состоящий из двух делителей частоты. Первый делит частоту на 2 (вход С1, выход 1). Второй делит частоту на 8 (вход С2, выходы 2, 4, 8). На схеме они соединены последовательно, т.е. образуют счетчик, изменяющий свое состояние от 0000 (2) до 1111 (2). Счетчик имеет вход R установки в нулевое состояние (установка осуществляется высоким уровнем напряжения).

Запоминающее устройство состоит из двух элементов D2, D3 (микросхемы К155РУ2). Каждый элемент представляет собой матрицу из шестнадцати четырехзначных запоминающих ячеек. Адрес ячейки определяется двоичным кодом, поданным на адресные входы Al, А2, A3, А4, т.е. каждой двоичной комбинации на входе однозначно соответствуют одна из шестнадцати ячеек памяти.

Dl, D2, D3, D4 - это 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 запоминающего устройства, адрес который установлен на адресных выходах. При WE =0 происходит запись кода в выбранную ячейку памяти с выходов Dl, D2, D3, D4. Ql, Q2, Q3, Q4 - выход запоминающего устройства.

Схема индикации включает в себя элементы D4, D5 (микросхемы К155ЛА8) и светодиодный индикатор VD1 (микросхема AJIC301). 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 напряжения на разрешающие входы D4, D5 (8 контакт разъема) и высокого уровня сигнала на другие входы D4, D5 (с выхода D2, D3) на выходе схем 2И-НЕ появляется низкий уровень сигнала, т.е. выходной транзистор открыт. При этом зажигается соответствующий сегмент светодиода.

Рисунок 1. Принципиальная схема запоминающего устройства

2 Результаты выполнения работы

Выполнение работы начинаем с проверки работы счетчика адреса D1. Для этого подводим к исследуемой схеме управляющие сигналы на входы WE, , R, C (выходы схемы 17,19,41,45 соответственно). Данные об управляющих сигналах приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Данные о распайке управляющих сигналов

Вход элемента	Выход схемы	Триггер	Примечание
WE	17	F0-J18	«0» – запись «1» - чтение
	19	E0-J17	«0» - вкл. ЗУ «1» - выкл. ЗУ
R	41	F1-J16	«1» - сброс
C	45	E1-J15	-

Составляем таблицу распайки и чисел (загорание индикаторов - лампочек), которая расположена ниже.

Таблица 1. Распайка проводов на схемы

Предметный	Наименование	Разъем Ш	Разъем	Назначение
указатель			платы
Счетчик	F0	J18	45	С
	Е0	J17	41	Сброс
	В0	J33	43	А1
Индикаторы	В1	J31	38	А2
(лампочки)	В2	J29	36	A3
	ВЗ	J27	30	А4
Ключи	Е1	J15	19	CS
	F1	J16	17	WE
	Е5	J7	5	D0
Тумблеры	Е6	J5	7	D1
	Е7	J3	9	D2
	Е8	J1	11	D3
	F5	J8	15	DO
	F6	J6	13	D1
	F7	J4	23	D2
	F8	J2	25	D3
Питание на
лог.	F2	J14	3	ключ
элементы
Питание	-	I47	27	-
Земля	-	J47	2	-

Далее рассмотрим пример:

Включив устройство в режим чтения (WE в единичное положение) и подав питание на логические элементы ключом F2, на сегментном индикаторе подбираем одно из чисел шестнадцатеричной системы счисления (0) зажигая отвечающие за это число сегменты. Соответственно при нулевом значении сигнала на входе запоминающего устройства (CS =0). Далее производим запись выбранного числа, т.е. переключаем (режим работы запоминающего устройства) ключ F1 в нулевое положение (WE=Y). Затем опять возвращаемся в режим чтения, выбираем число из системы счисления и записываем его (аналогично описанному выше) и т.д. Когда все числа записаны в ячейках памяти запоминающего устройства, производим полное чтение записанной информации, т.е. включив режим чтения (WE в единичное положение) переключаем ключ F0 (переключая с 0 на 1) и видим, что на сегментном индикаторе высвечиваются все записанные числа (т.е. все числа системы счисления). Следовательно, собранное запоминающее устройство при составленных распайках работает абсолютно точно. Другими словами полученное запоминающее устройство правильно выполняет запись и чтение чисел системы счисления.

Принцип функционирования сегментного индикатора Сегменты обозначаются латинскими буквами А, В, С, D, Е, F, G.

Рисунок 2.1 – Сегменты светодиодного индикатора VD-1.

Таблица 2.4 – Результаты проверки ЗУ

Число	Двоичный адрес	Индикация
0	0000
1	0001
2	0010
3	0011
4	0100
5	0101
6	0110
7	0111
8	1000
9	1001
10	1010
11	1011
12	1100
13	1101
14	1110
15	1111

выводы

В результате проведённой работы мы ознакомились с принципами синтеза и реализации запоминающего устройства и семи сегментного индикатора. В данной работе использовалось запоминающее устройство, состоящее из двух элементов D2, D3. Каждый элемент представляет собой матрицу из шестнадцати четырехзначных запоминающих ячеек. Таким образом адрес ячейки определяется двоичным кодом, поданным на адресные входы Al, А2, A3, А4, т.е. каждой двоичной комбинации на входе однозначно соответствуют одна из шестнадцати ячеек памяти. И соответственно при нулевом значении сигнала на входе CS, запоминающее устройство включено в работу, при единичном значении CS - отключено. При единичном значении входа WE (вход управления записью-чтением) происходит чтение ячейки памяти запоминающего устройства, адрес, который установлен на адресных выходах. При WE =0 происходит запись кода в выбранную ячейку памяти с выходов Dl, D2, D3, D4. При проверки записи на сегментном индикаторе мы увидели все числа шестнадцатеричной системы счисления, что можно сказать о правильности построения и работы запоминающего устройства.