Кодирующее устройство для кода Файера (стр. 3 из 6)
Как только счетчики досчитали до k ,т.е. прошло k символов то DD15.1 перебрасывается в единицу, ключи DD13.5, DD13.4 открываются, а DD13.3 закрывается и из регистров на вход поступают проверочные символы за n-k тактов. Когда счетчик досчитает до n триггер DD15.2 перебросится в единицу и произойдет обнуление регистров, счетчиков и триггера DD15.1, т. е. схема готова принимать новую комбинацию.
Временные диаграммы работы кодера приведены в приложении .
ВЫВОДЫ. В данной главе была подробна описана работа принципиальной схемы. Далее будет рассмотрена отдельные элементы принципиальной схемы и их описание.
5.Выбор узлов принципиальной схемы.
5.1.Расчет генератора тактовых импульсов
Генератор тактовых импульсов на ИМС DD1 К555АГ3. Принципиальная схема генератора приведена на рис.5.1. Период колебаний импульсов получаемых с автогенератора Т = 1 мс.
Длительность импульса: tи = 0.5Т = 0.5 мс.
Длительность паузы: tп = 0.5Т = 0.5 мс.
Рассчитаем параметры RC элементов генератора:
; 
;Задаваясь С1 = С2 = 0.1 мкФ, имеем:
 |
R1 = 5 кОм; R2 = 5 кОм.
5.2. Счетчик К555 ИЕ10
Для подсчета числа импульсов используем два счетчика К555 ИЕ10.
Микросхема К555 ИЕ10 - это синхронный, четырехразрядный, реверсивный, двоично-десятичный счетчик с предварительной записью и выходом переноса. Условное обозначение и цоколевка даны на рис. 5.2.
Особенностью данного счетчика является его построение по синхронному принципу, т. е. все триггеры переключаются одновременно от одного тактового импульса. Счетчик запускается положительным перепадом тактового импульса, подаваемым на вход синхронизации С. Сброс всех триггеров в нулевое состояние асинхронный по общему входу сброса R, т. е. осуществляется напряжением низкого уровня, независимо от сигналов действующих на входах С, РЕ, СЕР, СЕТ.
Счетчик устанавливается в предварительное состояние при наличии на входе параллельной загрузки РЕ напряжения низкого уровня. В этом случае разрешена подача сигналов на триггер через входы параллельной установки D0 - D3 в момент прихода положительного перепада на вход С.
Для синхронного каскадирования микросхема имеет два входа разрешения СЕР и СЕТ, а также выход ТС (окончания счета). Счетчик считает тактовые импульсы если на входах СЕТ и СЕР напряжения высокого уровня.
Вход СЕТ последующего счетчика соединяется с выходом ТС предыдущего. На выходе ТС появится напряжение высокого уровня, если выходной код счетчика 1111=15, а на входе СЕТ присутствует напряжение высокого уровня. Состояния счетчика приведены в таблице 1.
Таблица 1.
| Режим работы | Входы | Выходы | ||||||||
| R | C | CЕР | СЕТ | РЕ | Dn | Qn | ТС | |||
| Сброс | 0 | Х | Х | Х | Х | Х | 0 | 0 | ||
| Параллельная загрузка | 1 | | Х | Х | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 1 | | Х | Х | 0 | 1 | 1 | 1 | |||
| Счет | 1 | | 1 | 1 | 1 | Х | Счет | 1 | ||
| Хранение | 1 | Х | Х | 0 | 1 | Х | Qn | 1 | ||
| 1 | Х | 0 | Х | 1 | Х | Qn | 1 | |||
5.3. Триггер К555 ТВ6
Микросхема К555 ТВ6 содержит два J-K триггера с общим входом питания и изображена на Рис .5.3 . Вход синхронизации С у всех триггеров инверсный динамический, поэтому данные со входов J и K переносятся на выход Q по отрицательному перепаду импульса С. Когда импульс переходит от высокого уровня к низкому сигналы на входах J и K не должны меняться. Состояния для триггера приведены в таблице 2 .
Таблица 2. Состояния триггера К555 ТВ6.
| Режим работы | Входы | Выходы | ||||
| R | J | K | C |  | | |
| Асинхронный сброс | 0 | Х | Х | Х | 0 | 1 |
 Переключение | 1 | 1 | 1 | =1 | =0 | |
 Хранение | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | |
| Загрузка 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | |
 Загрузка 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | |
5.4. Регистр К155ИР13.
Микросхема К155ИР13 является универсальным восьмиразрядным регистром сдвига с большими функциональными возможностями. Регистр может работать в следующих режимах: последовательного ввода информации с о сдвигом вправо;
последовательного ввода информации с о сдвигом влево; параллельного ввода; хранение; установка нулей (очистка, сброс).
Микросхема имеет следующие выводы (рис. 5.4): информационные входы последовательного ввода информации – DR при сдвиге вправо и DL при сдвиге влево; восемь входов D0-D7 для параллельного ввода; тактовый вход С; управляющие входы S0 и S1 для выбора режима; вход R для установки триггеров в нулевое состояние и восемь выходов от разрядов Q0-Q7.
Рис. 5.4. Регистр К155ИР13.
Работа регистра в режиме последовательного ввода со сдвигом вправо происходит при S1=0 и S0=1. Информация в последовательном коде подается на вход, начиная с младших разрядов. Ввод и сдвиг всего числа на один разряд происходит с каждым перепадом 0,1 тактовых импульсов.
Последовательный ввод со сдвигом влево осуществляется при S1=1 и S0=0. Входная информация должна поступать на вход DL со старших разрядов.
Для параллельного ввода со входов D0-D7 на обоих управляющих входах должно быть S1=S0=1. Информация со входов D0-D7 будет записана в триггеры и появится на выходах Q0-Q7 по перепаду 0,1 тактового импульса.
Во избежание сбоев, смена состояний управляющих входов S1 и S0 должна происходить при С=1. Когда на обоих управляющих входах S1= S0=0, триггеры не переключаются, т. е. имеет место режим хранения. Установка нулей (очистка регистра ) осуществляется импульсом U0 на входе R. Очистка регистра происходит независимо от состояния остальных входов. Во время действия импульса R=0 регистр бездействует. При выполнении всех остальных операций необходимо поддерживать R=1. Работа регистра приведена в таблице 3.
Таблица 3.
| Входы | Выходы | Режим работы | ||||||||
| R | C | S0 | S1 | DR | DL | Di | Q0 | Q1-Q6 | Q7 | |
| 1 | | 1 | 1 | 1 | X | Dni | Dn0 | Dn1... Dn6 | Dn7 | Параллельный ввод. Хранение |
| 1 | | 0 | 0 | X | X | X | Qn0 | Qn1... Qn6 | Qn7 | |
| 1 | | 1 | 0 | X | 0 | X | Qn1 | Qn2... Qn7 | 0 | Сдвиг влево |
| 1 | | 1 | 0 | X | 1 | X | Qn1 | Qn2... Qn7 | 1 | |
| 1 | | 0 | 1 | 0 | X | X | 0 | Qn0... Qn5 | Qn6 | Сдвиг вправо |
| 1 | | 0 | 1 | 1 | X | X | 1 | Qn0... Qn5 | Qn6 | |
| 0 | x | x | x | X | x | X | 0 | 0 ... 0 | 0 | Сброс |
ВЫВОДЫ. В данной главе были описаны основные элементы, применяемые при реализации принципиальной схемы кодера. Также была дана их краткая характеристика и способы включения элементов. Все используемые элементы -ТТЛ. В следующих главах будет рассмотрена программная реализация кодирующего устройства (его математическая модель).
6. Описание разработки системы.
6.1. Модульная структура системы.
Как уже говорилось во второй главе программа состоит из пяти модулей:
- Основная программа.
- Модуль ввода.
- Модуль вывода.
- Интерфейс.
- Модуль обработки ошибок.
Модульная структура программы представлена на рисунке 6.1
Основная программа |
Модуль вывода |
 |
Рис 6.1 Модульная структура программы.
Пользователь ведёт диалог с программой через интерфейс. От интерфейса управление передаётся в Основную программу, где анализируются команды пользователя и выполняется передача управления соответствующим модулям. Если пользователь выбрал пункт меню <Работа> и пункт подменю <Ввод>, то управление от Основной программы передаётся в Модуль ввода и дальше пользователь ведет диалог с этим модулем. Как только нажата клавиша <Enter>, то управление берёт Модуль обработки ошибок. Данный модуль проверяет выполнение ограничений и выявляет ошибки при вводе. Если ошибок нет, то управление передаётся в Основную программу и дальше в Модуль вывода. А иначе пользователю предоставляется шанс ещё раз ввести данные.