Строительный блокнот  Триггеры счетчики и регистры 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 [ 37 ] 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116

входа SI. Цифровое слово сдвигается вправо от Q0 к Q1 далее к Q2 и Q3 синхронно с каждым отрицательным перепадом на тактовом входе С. Состояния регистра ИР16 отображены в табл. 1.52.

Таблица 1.52. Состояния регистра К555ИР16

Режим работы

Вход

Выход

С РЕ

52 °S

Q0 Q1 Q2 Q3

Параллельная загрузка Сдвиг вправо

1 н 1 и 1 в 1 в

X

Н qo qi q2 ВВВВ

Выходные буферные элементы регистра имеют повышенную нагрузочную способность, что позволяет обслуживать сильно нагруженные шины данных в вычислительном устройстве. Перейти к третьему Z-co-стоянию выходов можно с помощью данных табл. 1.53. Выходы Q0- Q3 размыкаются, если на вывод разрешения выходам ЕО подается напряжение низкого уровня. Ток потребления микросхемы К555ИР16 29 мА, максимальная частота 30 МГц. Выходной ток короткого замыкания буферного каскада составляет 30... 100 мА.

т, , 1 г-о г. Микросхема К165ИР17

Таблица ЬбЗРежимы выходов 1 ,

регистра К555ИР16 довательных приближений. Он

предназначен для построения 12-разрядных АЦП, работающих по методу последовательных приближений. Регистр применяется вместе с 12-разрядной микросхемой ЦАП и интегральным компаратором.

Суть метода последовательных приближений соответствует процедуре взвешивания предмета (в данном случае предмет - это зафиксированный на время измерения уровень сигнала) с помощью набора гирь. Прн этом набор разновесов подобран по двоичной системе: 1/2 от предельной массы, на которую рассчитаны весы, 1/4, 1/8,... В случае применения регистра К155ИР17 потребуется набор градаций вплоть до младшей: 1/22= 1/4096. Предельную для весов массу назовем шкалой преобразования.

Если на весы установлен предмет, проверяем его массу наибольшей гирей (1/2 шкалы весов). Если она перевешивает, этот старший разряд придется с весов снять (записать в память 0). Если предмет перевешивает, гирю на чашке оставляем (оставляем в памяти 1). Далее

Режим выхода

Вход

Выход

Dn (регистр)

Q0-Q3

Считыва-

Разомкнут



Q11 Ш С

Qn-S -01-

1\ Ш

йт

.сг -стсг

Т li

I т fi

5 I-/?

дразрядод

5В QV 011 QlO 09 08 07 05 . S С

гц гз\ гг\ zi\ го\ i9\ ie\ п[ is\ t5\ п\ ?j

К155ИР17

7l г\ Jl Л тТ 8\ 9\ й1 /71 ;г

EJ по QCC Q0 01 аг оз of os т

Рис. 1.81. Регистр последовательных приближений К155ИР17 (о) и его цоколевка (б)



добавляем гирю 1У4 шкалы. После анализа больше-меньше (в электронной схеме это делает компаратор, т. е. сравниватель) либо записываем 1 (гирю оставляем), либо О (гирю снимаем).

, Чтобы проанализировать массу предмета с точностью младшей градаций 1/4096, потребуется сделать 12 таких операций последовательного приближения. Отметим, что ошибка работы самих весов (это эквивалент точности микросхемы-компаратора) должна быть существенно меньшей, чем младшая градация. Как результат 12 тактовых импульсов взвешивания на чашке весов должен накопиться 12-разрядный код (часть гирь на чашке- это единицы кода, часть рядом с весами - это нули).

Преобразование электрического сигнала Uo можно пояснить примером. Предположим оказалась достаточной для работы разрешающая способность преобразователя 4 бита, а напряжение шкалы выбрано UmB=16 В. Тогда старший значащий разряд (СЗР) будет весить Uc3p=l/2 UmK=8 В, второй 1/4 UmK=4 В, третий 1/8 lJnm= =2 В. Четвертый, младший значащий разряд (МЭР) составляет 1/16 UfflK=l В. Если на выходе АЦП появился код 1101, это значит, чтО измерено входное напряжение 8+4+0+1 = 13 В.

Для измерительных приборов строят АЦП последовательного приближения с разрешающей способностью 22 бита 1/(5-10). Как при мер, укажем, что для перевода в цифровую форму звуковых сигналов требуются 16-разрядные АЦП, а для телевизионных видеосигналов достаточны 8-битовые, но сверхскоростные. Для систем управления используются 10-14-разрядные АЦП.

С помощью регистра последовательных приближений (РПП) К155ИР17 реализуются режимы: полного цикла преобразования, короткого цикла для малоразрядных АЦП, непрерывного преобразования, одноразового преобразования (так называемое старт-стопное). Варианты кодирования могут быть различными, а для расширения логических функций можно работать как с напряжением высокого, так и с напряжением низкого активного уровня. Регистр К155ИР17 можно использовать и не по прямому назначению, а как кольцевой счетчнк или преобразователь последовательного кода в параллельный.

Регистр (рис. 1.81,0) имеет 12 одинаковых ячеек хранения накапливаемых разрядов (выходы от Q0 до Q11). Состояния ячеек меняются с приходом положительного тактового перепада на вход С. В левой части рис. 1.81,0 расположена ячейка управления регистром со входами: EI, S. Вход DI служит для приема последовательного цифрового слова. При положительных перепадах на тактовом входе С данные заполняют ячейки разрядов (выходы Q0-Q11), а также транслируются через выход последовательного кода DO. Если регистр уста-, новлен в АЦП, на вход DI будут поступать от компаратора единицы или нули, являющиеся результатами поразрядного взвешивания.

Ячейки регистра управляются внутренней двухфазной последовательностью импульсов С1 и С2=С1. На внешний тактовый вход С подаются импульсы с частотой, в 2 раза превышающей требуемую скорость работы АЦП.

Вход EI принимает сигнал остановки (т. е. разрешения). Вывод EI необходим для подключения последующих регистров, а также для подачи сигнала остановки преобразования. В последнем случае на выходе Q11 появляется напряжение высокого уровня, Если вход EI не используется, его следует заземлить.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 [ 37 ] 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116