Буфер FIFO

2.4 Буфер FIFO

Преобразователь параллельного цифрового кода в последовательный код построен на базе микросхемы Hitachi MBF1250. Микросхема Hitachi MBF1250 – это буфер типа FIFO(First Input First Output) с размером матрицы 128Кx8 и, по сути дела представляет собой последовательно соединённые параллельные восьмиразрядные регистры сдвига. Микросхема работает в двух режимах: когда на входе управления появляется сигнал высокого уровня, он запускает первый генератор, систему управления АЦП, при этом происходит запись восьмиразрядных кодов из АЦП в буфер; во втором режиме, когда сигнал управления сообщает об отсутствии информации на входе АЦП, происходит остановка работы первого генератора и самого АЦП, при этом запускается второй генератор, синхронизирующий работу буфера, производящего выгрузку данных. Назначение выводов:

Рис.4. Буфер Hitachi MBF1250

1. Питание U_cc

2. Общий GND

3. Запись ®WR Вход D4

4. Тактовый вход C Вход D5

5. Вход D6

6. Вход D7

7. Разрешение на чтение

8. Прямой выход Q7

9. Вход D0

10. Вход D1

11. Вход D2

12. Вход D3

13. Вход D4

14. Вход D5

15. Вход D6

16. Вход D7

19. Задержка такта DE

20. Последовательный вход D®

2.5 Генераторы тактовых импульсов

Рис.5. ГТИ

ГТИ мы построили на базе ИС КР531ГГ1, которая представляет собой два независимых генератора. Если на вход U подать высокий уровень, а на DU низкий, то для фиксации частоты потребуется подсоединить между входами С_вн внешний элемент-конденсатор. На выходах мультивибраторов получается меандр с частотой:

F₀=0,0005/C_вн

Если на вход EI подать напряжение высокого уровня, то это запретит работу генератора. Один генератор мы будем использовать для работы АЦП и загрузке буфера, а другой при разгрузке буфера. Причём G1 работает с частотой 1МГц→Свн1=0,0005/1МГц=500пФ, а G2 работает с частотой 200кГц→Свн2=0,0005/200кГц=2500пФ.

2.6 Счетчик импульсов

Используем микросхему К555ИЕ9 (DD7) четырехразрядный двоично-десятичный счетчик с асинхронным сбросом, дешифрующим счетным выходом, с возможностью асинхронной установки в произвольное состояние от нуля до девяти.

Данный счетчик является составной частью системы управления АЦП и преобразователя параллельного кода в последовательный. Его задача состоит в счете от 0 до 9, преобразование последовательности тактовых импульсов в параллельный четырехразрядный код, для последующего преобразования его ТТЛ логикой в сигналы управления.

Тактовые импульсы подаются с генератора на вход С. Он работает по переднему фронту входного импульса (0®1). Так как счетчик работает постоянно, то нас не интересует какое значение установится при его запуске, т.е. предварительный сброс счетчика в ноль не требуется, поэтому на вход R подадим потенциал высокого уровня.

Предварительная запись значения в счетчик по входам D1, D2, D3, D4 нас не интересует поэтому необходимо эти выводы микросхемы заземлить. Так как нет предварительной записи, то не требуется и вход разрешающий предварительную запись V2. На этот вывод подадим потенциал высокого уровня.

Вывод P2 выдает высокий уровень напряжения через каждые десять тактов, когда значение в счетчике равно девяти (Q1 = Q4 = 1 ; Q2 = Q3 = 0). В нашей схеме мы его не используем.

Вывод P1 используется для разрешения переноса импульса в следующий каскад (если соединяются несколько счетчиков последовательно). У нас только один счетчик поэтому на вывод P1 должно постоянно подаваться напряжение высокого уровня. На вход разрешения счета V1, в зависимости от режима работы АЦП, подаётся напряжение с сигнала управления. Высокий уровень разрешает работу счетчика, низкий блокирует. Выход R также подсоединяем к СУ. Низкий уровень обнулирует счетчик.

Выводы P1, V2 – подаем высокий уровень напряжения

Выводы D1, D2, D3, D4 – заземляем

Назначение выводов ИС К555ИЕ9

1. Вход “установка L” R

2. Вход синхронизации С

3. Вход информационный D1

4. Вход информационный D2

5. Вход информационный D3

6. Вход информационный D4

7. Вход разрешения счета V1

8. Общий GND

9. Вход разрешения предварительной записи V2

10. Вход разрешения переноса P1

11. Выход четвертого разряда Q4

12. Выход третьего разряда Q3

13. Выход второго разряда Q2

14. Выход первого разряда Q1

15. Выход переноса

16. Питание U_cc

Рис.6. ИС К555ИЕ9

Микросхема К555ИЕ9 имеет следующие характеристики

( U_cc = 5,25 В; U¹_вых ³ 2,7 В; U⁰_вых £ 0,5 В; I_потр £ 31 мА; I⁰_вх ³ -0,4 мА; I¹_вх £ 0,02 мА;

 I⁰_вых ³ 8 мА; I¹_вых £ -0,4 мА; t_здр £ 39 нс )

Потребляемая мощность микросхемы К555ИЕ9 равна:

P_потр = 162,75 мВт