Лабораторная работа №2 Исследование шинных формирователей

Цель работы – изучение функциональных возможностей, области применения и приобретение навыков работы с шинными формирователями, на примерах микросхем К589АП16 / КР580ВА86/87.

Основное назначение шинных формирователей – увеличение нагрузочной способности шин магистралей в микропроцессорных и других цифровых устройствах, систем управления технологическим оборудованием и процессами отключения источников и приемников информации от шин магистралей, обеспечение двунаправленного обмена информацией.

Устройство и организация работы шинных формирователей

Шинный формирователь (ШФ) К589АП16 (рис. 4) представляет собой четырехбитную двунаправленную схему, каждая линия которой содержит две логические схемы И с мощным выходом и тремя логическими состояниями. С одной стороны входы и выходы схем И объединены (DB1…DB4) и используются для интерфейса формирователя со схемами, совместимыми с ТТЛ. С другой стороны входы DI1...DI4 и выходы DO1...DO4 разделены для максимальной гибкости использования микросхемы.

Назначение входов и выходов микросхемы следующее: DI1...DI4-входы информации, DO1...DO4-выходы информации, DB1...DB4 – входы-выходы реверсивной передачи информации; CS – выбор микросхемы; BS – вход управления передачей информации.

Режимы работы ШФ К589АП16 сведены в табл. 1.

Таблица 1

Логическое состояние по входам логики управления		Направление передачи информации
CS	BS
0	0	Передача от входов DI на выходы DB
0	1	Передача от входов DB на выходы DO
1	X	Отсутствие передачи (высокоимпедансное состояние)

Ш

а

б

инный формирователь КР580ВА86/87 является восьмибитным двунаправленным формирователем. Он состоит из восьми идентичных формирователей и узла управления. Эта микросхема более удобна для практического применения по сравнению с предыдущей, так как достаточна для буферирования всей восьмиразрядной шины данных. Условное обозначение и схема ШФ КР580ВА86/87 приведены на рис. 6.

Н

Рис. 5

азначение входов и выходов микросхемы следующие: АО...А7 – информационные входы-выходы, через которые идет прием и выдача информации; ВО...В7 – информационные входы и выходы, через которые идет прием или выдача информации, с переходом в третье состояние; ОЕ – вход разрешения передачи; Т – входной сигнал, управляющий направлением передачи.

Режимы работы ШФ КР580ВА86/87 сведены в табл. 2.

Таблица 2

Логическое состояние по входам логики управления		Направление передачи информации
OE	T
0	0	Передача информации со стороны В в сторону А
0	1	Передача информации со стороны А в сторону В
1	X	Отсутствие передачи (высокоимпедансное состояние)

Описание макета для исследования схем ШФ

При исследовании ШФ К589АП16 (схема реализованная в пакетеElectronics Workbench представлена на рис. 6) для задания входных данных служат переключатели 1...8, соединенные через регистры RG2 и RG1 с одноименными входами микросхемы. Состояния этих регистров индицируются светодиодами. Управляющие сигналы CS и BS (см рис. 4), формируются переключателями кнопок «С» и «В». Регистр RG4 на RS-триггерах фиксирует информацию с выходов D01...D04 индикация которых осуществляется светодиодами (рис. 6). Регистр RG3 фиксирует информацию с выходов DB1...DB4 ШФ при ее выводе или фиксирует информацию, подаваемую на выводы DB1...DB4 с выходов RG1 при ее вводе. В обоих случаях состояние выходов RG3 индицируется светодиодами. Выходы регистра RG1 имеют дополнительное 3-е высокоимпедансное состояние, в которое они переводятся управляющим стробирующим сигналом на входе SL RG1. В случае передачи информации от входов DI на выходы DB, что соответствует CS=BS=0 (табл. 1). Кнопка "Сброс" (на рис. 6 «Space») вырабатывает сигнал установки исходного состояния (УИС) регистров RG1...RG4. Схема для исследования ШФ К580ВА86/87 в пакете Electronics Workbench реализуется аналогично и отличается числом разрядов вводимой и выводимой информации и наличием кнопок ОЕ и Т (см. табл. 2).

Сигналом сброса согласующие регистры устанавливаются в исходное состояние.

Исследование основных режимов работы ШФ

Исследование ШФ К589АП16 в режиме передачи информации с входов DI на выходы DB

1. Выбрать микросхему, т. е. установить CS=0.

2. Выбрать направление передачи согласно табл. 1, т. е. установить BS=0.

3. Установить информацию (4-х разрядное слово) на входах DI1...DI4.

4. Наблюдать свечение на выходах DB1...DB4 светодиодов, соответствующих информации, установленной на входах DI1...DI4.

5. Полученные результаты занести в отчет

Исследование ШФ К589АП16 в режиме приема информации с входов DB1...DB4 на выходы DO1...DO4

1. Установить сигнал выбора микросхемы CS=0.

2. На вход выбора направления BS подать сигнал высокого уровня, т.е. BS=1.

3. Задать информацию на выходы DB1...DB4.

4. Выяснить какая на выходах DO1...DO4 установится информация.

5. Полученные данные занести в отчет.

Исследование ШФ КР580ВА86/87 в режиме передачи информации с входов А на выходы В

1. Установить на входе ОЕ сигнал низкого уровня, т.е. ОЕ=0, и тем самым сформировать сигнал разрешения передачи.

2. Выбрать направление передачи согласно табл. 2, т.е. установить Т=1.

3. Установить информацию (4-х разрядное слово), выбранную произвольно, на входах А (рис. 5,а).

4. Наблюдать свечение на входах В светодиодов, соответствующих информации, установленной на входах А.

5. Полученные данные занести в отчет.

Исследование ШФКР580ВА86/87 в режиме приема информации со входов В на выходы А

1. Установить на входе ОЕ сигнал низкого уровня, т.е. ОЕ=0.

2. Выбрать направление передачи согласно табл. 2, т.е. установить сигнал Т=0.

3. Задать информацию на входы В.

4. Выяснить какая установится информация на выходах А.

5. Данные занести в отчет.

Контрольные вопросы

1. Объясните назначение шинных формирователей.

2. Назовите основные отличия микросхемы КР580ВА86 от К589АП16.

3. Объясните, чем отличаются БИС КР580ВА86 и КР580ВА87.

4. Что такое высокоимпендансное состояние выходов микросхемы и для чего оно необходимо в системах с общей шиной?

5. Объясните работу БИС КР580ВА86/87 и КР589АП16 по схемам (рис. 4, 5).