Курсовая работа: Канал послідовної передачі даних
Q = D1A1'A2'A3' + D2A1A2'A3' + D3A1'A2A3' + D4A1A2A3' +
+ D5A1'A2'A3 + D6A1A2'A3 + D7A1'A2A3 + D8A1A2A3.
На стробуючому вході завжди "0".
В серії К155 немає мультиплесора на 24 входи, тому необхідний мультиплексом, зібраний на мультиплексорах К155КП7, має пірамідальну структуру [4]. На першій сходинці сигнали селектуються по сигналам А1-А3, на другій – по сигналам А4-А5, при цьому з останньої сходинки сформований послідовний код знімається з інверсного виходу.
Така побудова мультиплексорів забезпечує селекцію 24-х інформаційних сигналів зі входів на один вихід під керівництвом адресних сигналів А1-А5.
Демультиплексори, дешифратори
Перетворення послідовних даних в паралельний код і дешифрація управляючих сигналів А1-А5 реалізована на мікросхемі К155ИД7 – дешифратор-демультиплексор (DD14-DD15, DD17-DD22). Таблиця істинності і функціонування має наступний вигляд (Табл. 3.3) [5, 6]:
Таблиця 3.3 Таблиця істинності і функціонування К155ИД7
| Select | |||||||||||||
| C2' | C1 | C3' | A3 | A2 | A1 | Q1 | Q2 | Q3 | Q4 | Q5 | Q6 | Q7 | Q8 |
| x | x | 1 | x | x | x | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| x | 0 | x | x | x | x | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | x | x | x |
Output corresponding to stored address 0; all others 1 | |||||||
Технічне завдання вимагає реалізувати передачу 24-розрядних даних, тому існує потреба у 5→24 дешифраторі і демультиплексорі. Серія К155 не містить таких мікросхем, тому необхідні елементи побудовані на мікросхемах меншої розрядності К155ИД7 (3→8). Мультиплексор має пірамідальну структуру [4]. Його перша сходинка (DD15), згідно з управляючими сигналами А4-А5, розподіляє інформаційний сигнал на три виходи, які потім демультиплексуються на другій сходинці (DD17-DD19) згідно з управляючими сигналами А1-А3 на 24 виходи. Інформаційний вхід – С1, на входи С2'і С3'подано "0".
Особливістю мікросхеми К155ИД7 є те, що на виході формується інверсний інформаційний сигнал. Тому на вхід першої сходинки демультиплесора поступає інвертований інформаційний сигнал (він формується на інверсному виході другої сходинки мультиплексора). Інверсний інформаційний сигнал перетворюється на першій сходинці у прямий, а потім знов інвертується на другій сходинці демультиплексора[2].
Дешифратор сигналу А1-А5 на 24 виходи має структуру, подібну структурі демультиплексора[4]. На першу сходинку дешифратора (DD14) поступають управляючі сигнали А4-А5, що формують "0" на одному із виходів Q1-Q3. Інформація на виходах дешифратора першої сходинки інвертується (DD10.3-DD10.5) і сигнал "1" (інверсний "0") управляє одним із трьох дешифраторів другої сходинки (DD20-DD22) згідно з управляючими сигналами А1-А3. На виходах дешифраторів розміщені інвертори (DD23-DD26), що інвертують сформований код. На інформаційний вхід (С1) дешифратора першої сходинки поступає "1", на інформаційні входи (С1) дешифраторів другої сходинки поступають двічі проінвертовані сигнали з виходів Q1-Q3 дешифратору першої сходинки. На входи С2'іC3'подано "0".
D-тригери
Проміжне збереження результатів передачі реалізовано на здвоєних D-тригерах (DD27-DD38). Використані мікросхеми типу К155ТМ2. Таблиця істинності і функціонування одного D-тригера зображена нижче (Табл. 3.4)[5,6].
Таблиця 3.4 Таблиця істинності і функціонування К155ТМ2
| PRE | CLR | C | D | Q | Q' |
| 0 | 1 | x | x | 1 | 0 |
| 1 | 0 | x | x | 0 | 1 |
| 0 | 0 | x | x | 1 | 1 |
| 1 | 1 | POS | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | POS | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | x | Hold | |
12 корпусів К155ТМ2 забезпечують 24 окремих D-тригери. На них почергово з відповідних виходів демультиплексора записуються дані під керівництвом дешифратора.
Тобто на інформаційні D-входи D-тригерів подається паралельний код з виходів демультиплексора, а на управляючі C-входи D-тригерів подається код, сформований дешифратором. Таким чином, при передачі n-го біту на n-му виході дешифратора формується "1", що змушує n-й D-тригер завантажити біт, сформований на n-му виході демультиплексора. Тобто на D-тригерах послідовно побітно збирається 24-розрядне слово, що передається каналом передачі. Слід зазначити, що дані знімаються з інверсних виходів, тому на D-тригерах формуються проінвертовані дані, це означає, що дані для завантаження в вихідні регістри (DDM39-DD41) слід знімати з інверсних виходів.
Одновібратор
Одновібратор задає синхросигнали, він реалізований на мікросхемі К155АГ1, таблиця істинності і функціонування якої приведена нижче (Табл. 3.5) [5, 6].
Таблиця 3.5 Таблиця істинності і функціонування К155АГ1
| Входи | Вихід | ||
| A1' | A2' | B | Q |
| L | x | H | L |
| x | L | H | L |
| x | x | L | L |
| H | H | ↓ | L |
| H | ↓ | H | 1 |
| ↓ | H | H | 1 |
| ↓ | ↓ | H | 1 |
| L | x | ↑ | 1 |
| x | L | ↑ | 1 |
На входи A1'і A2' подано "0", що відповідає сигналу "L". Одновібратор запускається із приходом "1" ("H") на вхід Bі не має можливості перезапуску (не реагує на вхідні сигнали доки не завершиться цикл роботи).
На виході Qмікросхеми формуються синхроімпульси, які задаються елементами C1іR1.
Частота вибирається згідно із загальною затримкою на мікросхемах каналу передачі і пошук буде розглянуто в пункті 5.1 ("Розрахунок часових характеристик каналу"). Відповідно до частоти вибираються і C1, R1.
Лічильник
Технічне завдання вимагає реалізувати передачу 24-розрядних даних, тому з'являється необхідність формувати управляючі сигнали номіналом від 0 до 23 (А1-А5), які будуть керувати послідовністю побітной передачі даних по каналу. По завершенні циклу рахунку процес передачі має завершитись.
Дані задачі реалізує лічильник із модулем рахунку 24. Серія К155надає лічильник К155ИЕ5, що має модуль рахунку 16 (DD13). Його таблиця істинності і функціонування приведена нижче (Табл. 3.6) [5, 6].
Таблиця 3.6 Таблиця істинності і функціонування К155ИЕ5
| Reset in | Output | ||||
| R01 | R02 | Q1 | Q2 | Q3 | Q4 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | x | Count | |||
| x | 0 | Count | |||
Вхід С1 є інформаційним, а на С2 заведений сигнал з Q1. При подачі на R01 іR02"1" лічильник обнулюється.