Загрузка...

Шинный формирователь


Буферные элементы

Буферными элементами называются повторители сигналов, имеющие выходы с тремя состояниями. Сигнал управления третьим состоянием называется CS (chip select – выбор микросхемы) или OE (output enable – разрешение выхода). В отличие от обычных, такие  
Рис. 20 элементы допускают объединение выходов. Примером такой ИМС
является 555ЛП8, содержащая 4 буферных элемента, один из ко-
торых показан на рис. 20. При CS = 0 элемент является повторителем входного сигнала, при CS = 1 – выход находится в третьем состоянии.
Существуют ЛЭ с тремя состояниями: 561ЛН1 (6 инверторов с тремя состояния-ми и сбросом), 531ЛА17 (два элемента 4И-НЕ), 531ЛА19 (12 И-НЕ) и другие [1].

Шинный формирователь

Элементы с тремя состояниями выхода широко исполь-зуются в микропроцессорной технике для организации сов-местной работы нескольких устройств на общую магистраль. Такие ИМС имеют повышенную нагрузочную способность, т. е. больший выходной ток и называются шинными формировате-
Рис. 21 лями или шинными драйверами (BD – bus driver). В названии
микросхем они обозначаются буквами АП, иногда – ИП.
Примером такой ИМС является 555АП5, содержащая два 4-разрядных шинных драйвера, один из которых показан на рис. 21. 555АП3 отличается тем, что имеет инверсные выходы.
Примером 8-разрядного ШФ является 555АП13, 555АП14 (рис. 22). Если хотя бы на одном из входов CS присутствует «1», то выходы находятся в третьем состоя-нии. 555АП12 и 555АП15 отличаются тем, что инвертируют входной сигнал. Ряд ана-логичных 4- и 8-разрядных ШФ приведен в [1]. Для серии 555 эти микросхемы име-ют выходные токи нуля и единицы соответственно 24 и 15 мА, что существенно больше стандартных выходных токов серии 555.

Практически во всех цифровых микросхемах выходы активны при наличии на входе CS или OE логического нуля и находятся в третьем состоянии при наличии на входе CS логической единицы, т. е. вход CS является инверсным.
Многие из шинных формирователей для повышения помехоустойчивости содержат внутри триггеры Шмитта, работа которых будет рассмотрена в следующих разделах.
Рис. 22

Магистральный приемопередатчик

Во многих случаях в вычислительных устройствах требуется возможность двуна-правленной передачи данных. Такие устройства называются двунаправленными шин-ными формирователями или магистральными приемопередатчиками (МП), хотя в литературе часто не разделяют понятия «шинный формирователь» и «магистральный приемопередатчик».
Таким образом, основными функциями шинного формирователя являются:
а) организация двунаправленной передачи данных;
б) реализация третьего состояния (отключения устройства от магистрали);
в) повышение нагрузочной способности (усиление тока).
Рассмотрим теперь схему устройства, изображенную на рис. 23.

Два буферных элемента, включенных «встречно», управляют передачей сигналов А и В. Очевидно, что при OE = 1 на выходах элементов ИЛИ устанавливаются «1» и оба буферных элемента устанавливаются в третье состояние, отключая сигналы на линиях А и В. При OE = 0 работа буферных элементов определяется сигналом Т. При Т = 0 открыт только верхний элемент и сигнал передается от А к В. При Т = 1, соот-ветственно, наоборот, от В к А (см. таблицу истинности).
OE T Режим передачи
1 Х А и В – в Z-состоянии
0 0 А В
0 1 В А

В соответствии с рассмотренной логикой работает распространенная ИМС 580ВА86 (зарубежный аналог – i8286), изображенная на рис. 24. Аналогично работает и 1533АП6. Микросхемы i8287 (соответственно 580ВА87, 1533АП9) отличаются тем, что инвертируют сигнал. Ряд других, почти аналогичных 4- и 8-разрядных приемопередат-чиков описан в [1]. Среди них есть микросхемы с ОК.

Несколько иначе работает i8216 (589АП16), изображенная на рис. 25. Данный МП имеет три шины: А, В и С. Шина А является входной, С – выходной, В – двуна-правленной. При CS = 1 шины В и С переходят в третье состояние. При CS = 0 напра-вление передачи определяется сигналом DCE (см. таблицу истинности).
CS DCE Режим передачи
1 Х B и C – в Z-состоянии
0 0 А В, С – в Z-состоянии
0 1 В С

ИМС i8226 (589АП26) отличается тем, что сигнал на шине В инвертируется.
Есть ряд интересных зарубежных микросхем [1], предназначенных для двуна-правленной передачи данных между тремя устройствами во всех возможных комбина-циях. Важной представляется также ИМС 561ПУ9, кроме двунаправленной передачи данных производящая также преобразование уровней ТТЛ-КМОП (рис. 26). К шине Х
подключаются данные от микросхем ТТЛ-ТТЛШ, а к шине Y – от КМОП (см. таблицу истинности)
E1 Е2 Режим передачи
0 1 X и Y – в Z-состоянии
1 1 X Y
X 0 Y X

Задание. Схема на рис. 24 описывает принцип работы одного разряда 580ВА86.
Построить аналогичным образом схемы, описывающие работу 555АП13
и 589АП16.

Загрузка...