Курсовая работа: Канал послідовної передачі даних

Т-тригер побудовано на основі мікросхеми К155ТВ1 – JК-тригера із логікою "3 ТАК" на вході. Таблиця істинності і функціонування цього тригеру приведена нижче (Табл. 3.7) [5, 6].

Таблиця 3.7 Таблиця істинності і функціонування К155TB1

P'	S'	C	J	K	Q	Q'
0	1	x	x	x	1	0
1	0	x	x	x	0	1
0	0	x	x	x	UNSTABLE
1	1	1	0	0	Q0	'Q0
1	1	1	1	0	1	0
1	1	1	0	1	0	1
1	1	1	1	1	Toggle

Входи J1-J3, K1-K3, S'об’єднані і на них подано "1". В такій побудові тригер працює як Т-тригер, вхід С є інформаційним і на нього подаються синхросигнали,вхід R'встановлює тригер в "0"[4]. Обмеження модуля рахунку до 24 реалізовано завдяки елементу "8 ТАК – НІ" (DD16) (мікросхема К155ЛА2)[5, 6]. Якщо на всі входи мікросхеми прийшли "1", то на виході схеми буде "0", в інших випадках – буде "1". 23 в двійковому представленні виглядає так: 10111. Тому сигнали А5, А3-А1 з виходів зібраного лічильника подається на входи елемента "8ТАК – НІ" напряму, а сигнал А4 інвертується (DD10.2). На інші вільні входи елемента завжди подається "1". Цим досягається те, що коли лічильник сформує код 23 (10111), то на всіх входах елемента "ТАК – НІ" будуть всі "1" і мікросхема видасть сигнал "0". Цей сигнал поступить напряму на вхід R'Т-тригера (DD12) і проінвертований інвертором (DD10.1) подається на входи R01 іR02лічильника (DD13), що означає встановлення повного лічильника в "0" – завершення циклу рахунку [4].

Тригери

Окрім тригера DD12, використаного як Т-тригер для розширення лічильника, схема містить ще два тригери, які працюють як RS-тригери: управляючий тригер (DD6) і тригер індикації (DD42) приймача. Входи J1-J3, K1-K3об'єднані і на них подано "0", а на вхід С – "1". Згідно із таблицею істинності і функціонування (Табл. 3.7), з приходом "1" на вхід R' і "0" на вхід S'тригер встановлюється в "1", інакше – в "0".

Індикатори

Згідно із технічним завданням передача даних по каналу має супроводжуватись індикацією процесу передачі даних. Ми використали світлодіоди з обох боків каналу передачі даних, що випромінюють світло доки відбувається передача, а коли пристрій в режимі чекання вхідних даних – індикатори неактивні. Це реалізовано підключенням входу світлодіода VD1 послідовно з резистором R2 до виходу Qуправляючого тригера DD6 в передатчику, і підключенням світлодіода VD2, послідовно з резистором R3, до тригеру індикації DD42 (він встановлюється в "1" із передачею 0-го біту, і встановлюється в "0" із передачею 23-го біту). Використано світлодіоди АЛ307В, що випромінюють зелене світло[7]. Оскільки пристрій побудовано на ТТЛ-мікросхемах, то на вході світлодіода встановлена напруга 4,5 В.

Технічні характеристики АЛ307В: U_пр (постійна пряма напруга) не більше 2,8 В, I_пр (прямий струм) – 20 мА (I_пр max= 22 мА)[7]. Згідно із технічними характеристиками діодів вибрано резистори R2іR3 [8]:

[Ом].

Таким чином, вибираються резистори R2іR3типу МЛТ – 0,125–100 Ом +-10% (округлення виконуються в сторону збільшення для отримання запасу надійності).

Логічні елементи

В схемі використано елементи "2 ТАК" (DD4.1, DD4.2) разом з тригером, що запирає. Вони входять у мікросхему К155ЛИ1, що містить чотири окремих елементів "2ТАК"[5, 6].

Елементи "НІ", використані в схемі встановлення в "0" лічильника (DD10.1, DD10.2) і в дешифраторі (DD10.3-DD10.5, DD23-DD26), були взяті з мікросхем К155ЛИ1, які містять по шість елементів "НІ".

Живлення схеми

На вхід 63 розняття ХР1 подається живлення +5 В, що необхідне для мікросхем ТТЛ, на 64-му вході розняття ХР1 – GND. Між лінією +5 В і GNDпаралельно включені конденсатори. Конденсатор С2 вибрано типу КМ-6-9-68мкФ+-10% ОЖО 464.023ТУ. Кількість інших конденсаторів визначається кількістю і типом мікросхем, що складають схему. Загальна кількість мікросхем – 42, серед них 7 мікросхем, що реалізують логічні елементи. Таким чином маємо 36 конденсаторів (С3-С39) типу КТ-6-9-0,068мкФ+-10% ОЖО 464.023ТУ (по одному конденсатору на 10 мікросхем-логічних елементів і на кожну іншу мікросхему – по одному конденсатору).

Послідовність функціонування каналу передачі даних

Узагальнюючи все сказане в даній главі пояснимо послідовність функціонування розробленого пристрою і принципи, на яких ґрунтується його робота.

Канал послідовної передачі даних має розняття (ХР1) для шини вхідних даних, на входи якого (2-25) поступають вхідні дані для передачі, а сигнал управління "Start" поступає на вхід 1.

В режимі чекання тригер, що запирає (DD6), встановлений в "0" і запирає, через елемент "2 ТАК" (DD4.2), шлях для синхроімпульсів. На вході VD1 нульова напруга і світлодіод не випромінює. Тригер (DD42) теж встановлений в "0" і відповідний світлодіод VD2 теж не випромінює.

Із приходом сигналу початку передачі "Start" на вхід 1 (сигнал "1") одновібратор (DD5) запускається і починає формувати синхроімпульси. В цей же час сигнал "Start", через відкритий елемент "2 ТАК" (DD4.1), поступає на входи C, S0 і S1 регістрів (DD1-DD3) і завантажуються дані для передачі з входів 2-25 розняття ХР1. Тригер, що запирає (DD6), встановлюється в 1, на виході Q'встановлюється "0" і він через елемент "2 ТАК" (DD4.1) запирає вхід схеми для управляючих сигналів (на час передачі завантажених даних). На виході Qтригера DD6 встановлюється "1", що вмикає світлодіод VD1 і через елемент "2 ТАК" (DD4.2) відкриває шлях для синхроімпульсів на вхід лічильника (DD12, DD13).

Лічильник під керівництвом синхроімпульсів формує п’яти-розрядні управляючі сигнали А1-А5 (DD7-DD9, DD11), які поступають на мультиплексор і змушують його вибрати один біт із виходів регістрів і передати в канал послідовної передачі даних.

Управляючі сигнали А1-А5 поступають на приймач і змушують демультиплексор взяти інформаційний біт з каналу передачі і скомутувати на один із виходів. Одночасно із цим на виходах дешифратора (DD14, DD20-DD22, DD10.3DD10.5, DD23-DD26) на відповідному місці, номер якого задається сигналами А1-А5, формується управляючий сигнал, що змушує відповідний тригер (DD27-DD38) зберегти потрібний інформаційний сигнал з виходу демультиплексора. Якщо передається тільки перший біт, тригер індикації (DD42) також встановлюється в "1", в результаті чого засвітлюється світлодіод VD2. Процес послідовного зняття даних мультиплексором і потім побітного їх передавання по каналу, із записом у відповідні тригери, виконується 24 рази.

Коли на виході лічильника сформується число 23, на елементі контролю модулю рахунку (DD16) сформ