Курсовая работа: Разработка электрической структурной, функциональной, принципиальной схем учебного комплекса по интерфейсам ввода-вывода

Блок индикации 1 предназначен для визуального отображения состояний входов логических схем. Светодиоды, содержащиеся в блоке индикации 1 обеих линеек, управляются интегральными микросхемами, содержащими инверторы с открытым коллекторным выходом. В соответствии с этим светодиод будет светиться в том случае, если на входе инвертора находится логическая “1”. Если на входе инвертора логический “0”, то светодиод не будет светиться. В целях снижения нагрузки на источник питания линейки светодиодов записываются независимо друг от друга, а в целях снижения нагрузки шины, светодиоды подключены через буферы, имеющие три состояния.

Рисунок 2.7- Функциональная электрическая схема блока ПЗУ УМПК580

Блок индикации 2 предназначен для отображения информации в виде цифр. Он состоит из полупроводникового сегментного индикатора. Данный индикатор также подсоединен к общей шине через буферы для разгрузки шины при не использовании индикатора.

Данный индикатор может не использоваться при ручном режиме работы.

За работой индикаторного табло следит блок контроллеров устройства отображения. Данный блок включает в себя регистр с восемью тактируемыми триггерами, так как в цифровом табло восемь входов, и восемью сопротивлениями на выходе для ограничения тока.

Схема сброса представляет собой диодную схему срабатывания при включении питания. При этом вырабатывается сигнал, который приводит схему в исходное состояние.

Формирователь отдельных команд представляет собой набор переключателей и схему формирования сигналов без дребезга.

Формирователи сигналов без дребезга предназначены для формирования "чистых" положительных и отрицательных перепадов напряжения.

2.3 Выбор элементной базы

При разработке микропроцессорных устройств и периферийного оборудования ЭВМ необходимо выбрать ИМС определенных серий, которые бы наиболее полно удовлетворяли требованиям, предъявляемым к разрабатываемому устройству. Удачное применение при оценке качества выбранной серии микросхем нашла методика оценки и выбора ИМС по минимальному критерию качества.

Уровень миниатюризации является количественной мерой совокупности технологических решений, направленных на эффективное использование объема, массы и потребляемой аппаратурой энергией при обеспечении характеристик, определяющих пригодность ее применения заданному назначению.

Уровень миниатюризации РЭА являются:

- Соответствие современному техническому уровню микроэлектронных изделий.

- Соответствие применяемых в РЭА изделий современному уровню миниатюризации аппаратуры.

- Техническая совместимость других изделий электронной техники с интегральными микросхемами (ИМС).

Развитие микроэлектроники способствовало появлению малогабаритных, высоконадежных и экономичных вычислительных устройств на основе цифровых микросхем. Требование увеличения быстродействия и уменьшения мощности потребления вычислительных средств привело к созданию серий цифровых микросхем. Серия представляет собой комплект микросхем, имеющих единое конструктивно-технологическое исполнение. К таким сериям относятся серии К155, К555.

За годы развития цифровых микросхем базовые электронные ключи развивались в следующей последовательности:

- Интегральная инжекторная логика (ИИЛ).

- Резисторно-транзисторная логика (РТЛ).

- Резисторно-емкостная транзисторная логика (РЕТЛ).

- Диодно-транзисторная логика (ДТЛ).

- Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ).

- Эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ).

- Транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки (ТТЛШ).

Проанализировав существующие функциональные узлы различных устройств показал, что:

- Для создания функциональной схемы лабораторного оборудования следует опираться на структурную схему устройства. Каждый блок структурной схемы должен быть разбит на функционально-законченные узлы. Функциональная схема в себя включает: блок ПИ, блок ПЗУ, блок выборки программ, тактовый генератор, схему одновибратора, индикаторное табло и линейки светодиодов, диодную схему сброса, формирователь сигналов без дребезга.

- Назначение функциональных блоков должно основываться на режимах работы разрабатываемого лабораторного оборудования и принципах функционирования отдельных ее узлов.

Целесообразно для разработки устройства использовать ИМС серий К155, К555, совместимых по техническим параметрам с серией К580.

2.4 Разработка схемы электрической принципиальной учебного комплекса по интерфейсам ввода-вывода

Функционирование микросхемы КР580ВВ55

Основой разрабатываемой лабораторной установки является параллельный интерфейс.

Асинхронный процесс обмена данными между микро-ЭВМ и внешними устройствами (ВУ), а также требования наиболее рационального распределения времени работы микро-ЭВМ приводят к разработке интерфейсных устройств необходимых при организации обмена данными.