Monitor lini 8- bitowej.PDF

M I N I P R O J E K T Y

Wspóln¹ cech¹ uk³adów opisywanych w dziale "Miniprojekty" jest ³atwoæ ich praktycznej

realizacji. Na zmontowanie i uruchomienie uk³adu w typowym przypadku wystarcza kwadrans.

Mog¹ to byæ uk³ady stosunkowo skomplikowane funkcjonalnie, niemniej proste w monta¿u i uru-

chamianiu, gdy¿ ich z³o¿onoæ i inteligencja jest zwykle zawarta w uk³adach scalonych.

Wszystkie projekty opisywane w tej rubryce s¹ praktycznie wykonane w laboratorium AVT.

Wiêkszoæ z nich wchodzi do oferty kitów AVT jako wyodrêbniona seria Miniprojekty o nume-

racji zaczynaj¹cej siê od 1000.

Monitor linii 8-bitowej

W codziennej praktyce

elektronika musimy

niejednokrotnie zbadaæ

stany wyjæ, na których

pojawiaj¹ siê dane

w formie s³owa

omiobitowego.

Z pomiarami takimi mamy

do czynienia podczas

uruchamiania i testowania

systemów

mikroprocesorowych, oraz

uk³adów maj¹cych

wspó³pracowaæ

z komputerami.

Najczêciej stosowan¹

metod¹ sprawdzania stanu

linii omiobitowej jest do³¹-

czanie do wyjæ próbników

stanów logicznych lub te¿

po prostu diod LED. Nie s¹

to metody najwygodniejsze,

a ponadto wynik pomiaru

przedstawiony jest w posta-

ci binarnej, co przy szybko

zmieniaj¹cych siê warto-

ciach danych jest bardzo k³o-

potliwe. W pewnych przy-

padkach chcielibymy wy-

wietliæ aktualny stan bada-

nego fragmentu uk³adu

w postaci dziesiêtnej,

a w innychznaczniewygod-

niejsza by³aby prezentacja

danych w kodzie hexadecy-

malnym. Poniewa¿ nie ulega

w¹tpliwoci, ¿e posiadanie

przyrz¹du umo¿liwiaj¹cego

dokonywanie opisanych po-

miarów bardzo u³atwi³oby

nasze ciê¿kie ¿ycie elektro-

ników, uk³ad taki zosta³ za-

projektowany, wykonany

i obecnie jego opis przeka-

zujemy do dyspozycji Czy-

nie tej funkcji nie przed-

stawia³o najmniejszego

problemu. Prze³¹czanie

pomiêdzy dwoma trybami

wywietlania powinno byæ

realizowane za pomoc¹

jumpera lub za pomoc¹ do-

datkowego prze³¹cznika.

3.Dodatkowym, lecz niekie-

dy bardzo u¿ytecznym ba-

jerkiem powinna byæ in-

formacja o tym, w jakim

trybie wywietlania da-

nych aktualnie pracujemy.

Podczas wywietlania da-

nych w kodzie dziesiêt-

nym na trzech wywietla-

czach nie da siê zrealizo-

waæ tej funkcji. Natomiast

przejcie do wywietlania

w trybie hexadecymalnym

jest wyranie sygnalizowa-

ne za pomoc¹ dodatkowej

litery h na ostatnim wy-

wietlaczu.

Schemat elektryczny pro-

ponowanego uk³adu przed-

stawiony zosta³ na rys. 1 . Od

razu widaæ, ¿e sercem uk³a-

du jest pamiêæ EPROM, za-

stosowana w doæ niekon-

wencjonalny sposób. Pracuje

ona bowiem jako dekoder

steruj¹cy trzema wywietla-

czami siedmiosegmentowy-

mi LED. Dziêki zastosowa-

niu tej pamiêci zasada pracy

uk³adu jest trywialnie pros-

ta. Generator multistabilny

zbudowany na bramce U4D

generuje ci¹g impulsów

prostok¹tnych, które poda-

wane s¹ na wejcie licznika

modulo 3 zbudowanego

z dwóch przerzutników typu

D - U3. Wbrew pozorom, za-

stosowanie licznika skleco-

nego z dwóch przerzutni-

ków zamiast typowego licz-

nika binarnego pozwoli³o na

znaczne uproszczenie uk³a-

du i nieskomplikowan¹ re-

alizacjê multipleksowego

wywietlania. Jako punkt

wyjcia do analizy pracy

uk³adu przyjmijmy moment,

w którym obydwa przerzut-

niki s¹ wyzerowane. Stany

wysokie z wyjæ Q\ tych

przerzutników podawane s¹

na wejcia bramki NAND -

U4C, której wejcie znajduj¹-

ce siê w stanie niskim wy-

sterowuje bazê tranzystora

T2. Przewodz¹cy tranzystor

T2 zasila od strony plusa za-

silania wywietlacz W3. Wyj-

cia Q przerzutników po³¹-

czone s¹ z dwoma wejciami

adresowymi pamiêci EPROM

- A8 i A9. Panuj¹cy na nich

stan niski powoduje otworze-

nie dostêpu do pierwszej lub

czwartej strony pamiêci (o

organizacji pamiêci w dal-

szej czêci artyku³u), w za-

le¿noci od po³o¿enia jum-

pera JP1. Nadejcie impulsu

zegarowego powoduje zmia-

nê stanu pierwszego prze-

List.1.

10 OUT &H378, 0

20 FOR R = 0 TO 255

30 OUT &H378,R

40 FOR T = 1 TO X : NEXT T

50 NEXT R

REM Wartoæ x nale¿y dobraæ do

szybkoci pracy zegara

komputera

telników

EP.

Podczas

projektowania uk³adu przy-

jêto nastêpuj¹ce za³o¿enia

konstrukcyjne:

1.Uk³ad powinien umo¿liwiaæ

wywietlanie w kodzie dzie-

siêtnym liczb binarnych

z zakresu od 00000000 (BIN)

do 11111111 (BIN) czyli od

0 do 255.

2.Niezwykle u¿yteczna mo-

¿e okazaæ siê prezentacja

danych w kodzie hexade-

cymalnym (szesnastko-

wym). Poniewa¿ w zasto-

sowanej jako dekoder pa-

miêci typu 2732 pozosta³o

du¿o miejsca, zrealizowa-

Elektronika Praktyczna 9/97

M I N I P R O J E K T Y

Rys. 1.

rzutnika. Na wyjciu bramki

U4C powstaje stan wysoki

powoduj¹c wy³¹czenie tran-

zystora T2. Przewodziæ nato-

miast zaczyna tranzystor T3

zasilaj¹c wywietlacz W2.

Jednoczenie uaktywniona

zostaje druga lub pi¹ta stro-

na pamiêci EPROM. Kolejne

narastaj¹ce zbocze impulsu

zegarowego powoduje wyze-

rowanie pierwszego prze-

rzutnika i w³¹czenie drugie-

go. Tym razem zaczyna prze-

wodziæ tranzystor T1 zasila-

j¹c wywietlacz W1 oraz

uaktywniona zostaje trzecia

lub szósta strona pamiêci.

Kolejny impuls zegarowy po-

woduje w³¹czenie siê pierw-

szego przerzutnika. Stan wy-

soki z wyjæ Q obydwóch

przerzutników powoduje po-

wstanie stanu niskiego na

wyjciu bramki U4, który po

zanegowaniu przez bramkê

U4A powoduje natychmias-

towe wyzerowanie licznika

i cykl pracy uk³adu powta-

rza siê od pocz¹tku.

Przejdmy teraz do naj-

wa¿niejszego zagadnienia -

do omówienia roli pamiêci

EPROM i jej zawartoci. Jak

ju¿ wspomniano, pe³ni ona

funkcjê dekodera steruj¹ce-

go segmentami wywietla-

czy. Podczas normalnej pra-

cy uk³adu, do wejæ adreso-

wych A0..A7 pamiêci jest do-

³¹czone za porednictwem

z³¹cza Z1 badane urz¹dze-

nie. Tak wiêc, na wspomnia-

nych wejciach mog¹ wyst¹-

piæ liczby z zakresu od

00000000 (BIN) do 11111111 (BIN)

czyli od 0 do 255. Z ca³ego

obszaru pamiêci wyodrêbnio-

ne zosta³o szeæ stron: pier-

wsze trzy do obs³ugi wy-

wietlaczy w trybie wywiet-

lania dziesiêtnego, a trzy na-

stêpne do wywietlania

w kodzie heksadecymalnym.

Strony 1 i 4 obs³uguj¹ wy-

wietlacz W3 - najmniej zna-

cz¹c¹ cyfrê w trybie wywiet-

lania dziesiêtnego i literê

h przy wywietlaniu

w systemie hex. Strony 2 i 4

zawieraj¹ kody potrzebne do

sterowania wywietlaczem

W2, a strony 3 i 6 odpowia-

daj¹ za wywietlenie najbar-

dziej znacz¹cej cyfry na wy-

wietlaczu W1. Organizacjê

pamiêci najlepiej ilustruje

rys. 2 .

Omówienia wymaga jesz-

cze rola jumpera JP1. Pozwa-

la on zmieniaæ tryb wywiet-

lania z decymalnego na hek-

sadecymalny. Zwarcie

wejcia adresowego A9

pamiêci do masy po-

woduje wywietlanie

w trybie dziesiêtnym.

Do³¹czenie wejcia A9

do plusa zasilania,

czyli podanie na nie-

go logicznego stanu

wysokiego powoduje

przesuniêcie aktyw-

nego obszaru pamiêci

w górê i udostêp-

nienie stron z koda-

mi steruj¹cymi wy-

wietlaczami w try-

bie hex.

Monta¿

i uruchomienie

Na rys.3 przed-

stawiona zosta³a

mozaika cie¿ek

p³ytek drukowa-

nychorazrozmiesz-

czenie na nich ele-

mentów. Na jednej

p³ytce umieszczono

g³ówn¹ czêæ uk³a-

du, a na drugiej tylko

wywietlacze. Ju¿ na

pierwszy rzut oka wi-

daæ, ¿e p³ytka pokazana

na rysunku ró¿ni siê nieco

od przedstawionej na foto-

grafii.

Przewiduj¹c trudnoci

z nabyciem pamiêci EPROM

typu 2732 przeprojektowali-

my p³ytkê tak, aby mo¿na

by³o stosowaæ dwa rodzaje

pamiêci: 2732 i 2764. Mon-

Rys. 2.

ta¿ wykonujemy w typowy

i wielokrotnie opisywany

sposób: rozpoczynaj¹c od

elementów najmniejszych,

a koñcz¹c na podstawkach

pod uk³ady scalone, konden-

satorach i z³¹czach. P³ytki

³¹czymy ze sob¹ odcinkiem

przewodu tamowego zakoñ-

Elektronika Praktyczna 9/97

M I N I P R O J E K T Y

czonego dwoma wtykami za-

ciskanymi. Na jednym koñcu

drugiego przewodu tamowe-

go, wykorzystywanego do ba-

dania stanów linii, zaciska-

my z³¹cze. Natomiast prze-

wody na drugim koñcu

rozdzielamy i przylutowuje-

my do nich osiem chwyta-

ków i jeden krokodylek -

przewód masy. Zastosowanie

chwytaków umo¿liwi nam

do³¹czenie uk³adu nawet

bezporednio do nó¿ek uk³a-

du scalonego. Na chwyta-

kach warto zaznaczyæ, do

którego z wejæ uk³adu ka¿-

dy z nich jest do³¹czony.

Mo¿na to zrobiæ za pomoc¹

niezmywalnego flamastra

(chwytaki musz¹ byæ wtedy

w jasnym kolorze) lub, bar-

dziej elegancko, za pomoc¹

nalepek wykonanych na pa-

pierze samoprzylepnym. Al-

ternatyw¹ jest umieszczenie

uk³adu w obudowie, wypro-

wadzenie przewodów przez

dziewiêæ otworków i ich opi-

sanie na p³ycie czo³owej. Je-

¿eli stosujemy pamiêæ typu

2732, to wk³adamy j¹ w pod-

stawkê tak, aby nó¿ki 1, 2, 27

i 28 podstawki pozosta³y

wolne.

Zmontowany ze spraw-

nych elementów uk³ad nie

wymaga oczywicie ani uru-

chamiania, ani regulacji. Je-

¿eli wejcia urz¹dzenia nie

s¹ do niczego do³¹czone, to

po w³¹czeniu zasilania na

wywietlaczach uka¿e siê

liczba 255 w trybie dzie-

siêtnym, lub FFh w trybie

hexadecymalnym. Popra-

wnoæ pracy uk³adu mo¿emy

sprawdziæ wymuszaj¹c na je-

go wejciach niskie poziomy

logiczne i obserwuj¹c, czy

liczby ukazuj¹ce siê na wy-

wietlaczach odpowiadaj¹

kombinacji zero - jedynko-

wej ustawionej na wejciu.

Je¿eli dysponujemy jakim-

kolwiek komputerem wypo-

sa¿onym w z³¹cze CENTRO-

NICS, to mo¿emy przetesto-

waæ zbudowany uk³ad w naj-

wygodniejszy sposób. Do³¹-

czamy mianowicie nasz

przyrz¹d do wyjæ danych

portu (nie zapominaj¹c o po-

³¹czeniu masy). Nastêpnie

na wyjcie portu wysy³amy

po prostu kolejne liczby

z zakresu 0..255. Mo¿emy to

zrobiæ np. z poziomu inter-

pretera BASIC-a, za pomoc¹

prostego programiku ( list.1 ).

Przez ca³y czas mówili-

my o naszym uk³adzie jako

o monitorze szyny 8-bitowej.

Nie oznacza to bynajmniej,

¿e nie mo¿na go zastosowaæ

do obrazowania w systemie

dziesiêtnym lub w hex sta-

nu mniejszej liczby wyjæ.

Je¿eli na przyk³ad potrzebu-

jemy zbadaæ stan szeciu bi-

tów danych, to wystarczy

pod³¹czyæ do bada-

nego uk³adu szeæ

m³odszych koñcó-

wek pomiarowych,

a pozosta³e dwie ze-

wrzeæ do masy. Mo-

¿emy tak¿e zastoso-

waæ jeszcze inn¹

sztuczkê: badaæ

jednoczenie stan

dwóch linii 4-bito-

wych. W taki jednak

przypadku mo¿liwe

jest jedynie wywiet-

lanie wyników w ko-

dzie heksadecymal-

nym.

Zbigniew Raabe,

AVT

WYKAZ ELEMENTÓW

Kondensatory

C1: 22nF

C2: 220

(7 rezystorów)

RP2: 10..22k

(R-pack SIL9)

R2, R3, R4: 3,3..4,7k

Pó³przewodniki

T1, T2, T3: BC557 lub

odpowiednik

U1: pamiêæ EPROM 2732

lub 2764 (zaprogramowana)

U2: ULN2003

U3: 4013

U4: 4093

W1, W2, W3: wywietlacz

siedmiosegmentowy

KINGBRIGHT (wspólna

anoda)

Ró¿ne

Z1, Z2, Z3: goldpin 2x5

Z4: ARK2

2 wtyki zaciskowe + odcinek

kabla tamowego 10 ¿y³

ok. 10 cm

Wtyk zaciskowy + odcinek

kabla tamowego 10 ¿y³

ok. 20 cm

8 chwytaków technicznych

(w jasnym kolorze)

1 krokodylek

JP1 jumper + 3 goldpiny

Kompletny uk³ad i p³ytki

drukowane s¹ dostêpne

w ofercie AVT pod oznacze-

niem AVT-1144.

Rys. 3.

Elektronika Praktyczna 9/97

F/10V

C3: 100nF

Rezystory

RP1: 220..470

R1: 22k

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: