Потехин / ВТ №2(ЗУ)

2

Федеральное агентство по образованию РФ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра телевидения и управления (ТУ)

Отчет по лабораторной работе №2 по дисциплине

«Вычислительная техника и информационные технологии»

ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Выполнили студенты гр. 156: _______________Рудь Д. А.

_______________Титов С. В.

« »________________2008

Проверил доцент каф. ТУ:

________________Потехин В. А.

« »________________2008

2008

Введение

Целью данной работы является изучение режимов работы запоминающего устройства: записи и чтения. Для этого нужно записать в последовательно расположенные ячейки такие коды чисел, чтобы при считывании на индикаторе высветилась последовательность цифр шестнадцатеричного кода (0-15).

1 Описание схемы устройства

Принципиальная схема устройства приведена на рисунке 1.1. Она включает в себя счетчик адреса D1, запоминающее устройство D2, D3, схему индикации D4,D5,VD1.

Рисунок 1.1 – Схема устройства

Счетчик адреса D1 (микросхема К155 ИЕ5) представляет собой двоичный четырехразрядный 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 0000₂ до 1111₂. Счетчик имеет вход R установки в нулевое состояние (установка состояния осуществляется высоким уровнем напряжения).

Запоминающее устройство (ЗУ) состоит из двух элементов D2,D3 (микросхемы К155 РУ2). Каждый элемент представляет собой матрицу из 16 четырехразрядных запоминающих ячеек. Адрес ячейки определяется двоичным кодом, поданным на адресные входы А1, А2, А3, А4, т.е. каждой двоичной комбинации на входе однозначно соответствует одна из 16 ячеек памяти. D1, D2, D3, D4 – это информационные входы, на которые подается двоичный код числа, которое должно быть записано в одну из ячеек запоминающего устройства. Вход - называется входом выборки кристалла. При нулевом значении сигнала на этом входе запоминающее устройство включено в работу, при единичном значении - отключено. Вход WE – вход управления записью-чтением. При единичном значении WE происходит чтение ячейки памяти запоминающего устройства, адрес которого установлен на адресных входах. При WE = 0 происходит запись кода в выбранную ячейку памяти с входов D1,…,D4. Q1, Q2, Q3, Q4 – выход 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 напряжения на разрешающие входы D4, D5 (3 контакта 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.

2 Результаты работы и их анализ

Выполнение работы начинаем с проверки функционирования 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	-

Также подключаем индикацию на выходе счетчика адреса D1 (выходы схемы 30, 36, 38, 43). Данные об индикаторах счетчика адреса приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Данные о распайке индикаторов счетчика адреса

Выход счетчика	Выход схемы	Индикатор
«1»	43	B0-J33
«2»	38	B1-J31
«4»	36	B2-J29
«8»	30	B3-J27

«1» обозначает нулевой разряд числа в двоичной системе исчисления, «2»-первый, и т.д.

Начальное значение адреса на выходе счетчика равно 0 (0000₂). Значение сигнала на входе должно быть равным «1», т.е. ЗУ должно быть выключено. Далее устанавливаем значение сигнала на входе С = «0», затем обратно устанавливаем значение сигнала на входе С = «1». На выходе счетчика значение адреса становится равным 1 (0001₂). Таким изменением значения сигнала на входе С доходим до 15 (1111₂). Индикация производится в двоичной системе исчисления. Загоревшийся индикатор соответствует 1 в данном разряде.

После проверки работы счетчика подключаем триггеры F1-F8, с которых подаются сигналы на информационные входы D1-D4 элементов ЗУ. При помощи триггеров происходит управление сегментами A-H светодиодного индикатора VD-1 (рисунок 1.2).

Рисунок 2.1 – Сегменты светодиодного индикатора VD-1.

Взаимосвязь триггеров и управляемых ими сегментов приведена в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Взаимосвязь триггеров и сегментов

Сегмент	Выход схемы	Триггер
A	25	F8-J2
B	15	F7-J4
C	7	F6-J6
D	5	F5-J8
E	9	F4-J10
F	13	F3-J12
G	23	F2-J14
H	11	F1-J16

Далее происходит проверка работы запоминающего устройства. Обнуляем счетчик адреса, подавая на вход R значение сигнала «1» и возвращаем обратно на значение «0». На выходе счетчика значение адреса становится равным 0. Включаем запоминающее устройство (=0) и включаем режим записи (WE=0). С помощью триггеров F2-F8 устанавливаем код числа 0. Проверяем это на светодиодном индикаторе. При переключении ЗУ в режим чтения (WE=1) происходит запись кода числа в ячейку с адресом 0. Потом на вход С подается «1». При возвращении входа С в исходное положение (подается «0»), на выходе счетчика значение адреса становится равным 1. Опять же с помощью триггеров F2-F8 устанавливаем код следующего числа. Включаем ЗУ в режим записи. Затем переводим в режим чтения, и в ячейку с адресом 1 заносится код числа. На вход С опять подаем «1», и проделываем вышеперечисленные операции до тех пор, пока все 16 ячеек ЗУ не будут заполнены кодами чисел. После записи 16-й ячейки переводим ЗУ в режим чтения и чередованием «1» и «0» на входе С проверяем содержимое ячеек.

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 ходе данной работы мы ознакомились с общими принципами работы запоминающего устройства в одной из его возможных реализаций. Устройство было собрано методом ручной пайки на учебном макете.

После сборки была осуществлена проверка работоспособности устройства, в частности, корректность работы счётчика и операций чтения-записи. На наглядном примере (последовательность цифр шестнадцатеричного кода) мы осуществили полный цикл записи-чтения, задействовав все ячейки памяти, и убедились, что устройство функционирует исправно.