Как проектировать электронные схемы - Галле Клод (читать книги TXT) 📗
Среди других областей применения ППЗУ следует отметить управление семисегментным индикатором: двоичное слово на адресных линиях соответствует конфигурации цифры или символа индикатора. Имеется возможность одновременно управлять несколькими индикаторами с мультиплексированием или без него. Наконец, ППЗУ может составлять основу устройства автоматического управления несколькими объектами. В этом случае используется счетчик, который проходит по всем адресам за заданное время (несколько секунд или часов). Если каждому из восьми битов данных на выходе поставить в соответствие реле или симистор, то можно управлять восемью объектами независимо друг от друга. Для расширения возможностей устройства применяется параллельное включение двух ППЗУ.
При любом из перечисленных вариантов использования необходимо следить за корректным подключением двух управляющих линий: CS и ОЕ. Как правило, они подключены к напряжению Vss. Подача на линию ОЕ уровня логической единицы позволяет одновременно отключить все выходы (перевести их в высокоомное состояние).
Для некоторых моделей, в частности для ППЗУ, изготовленных по КМОП технологии, рекомендуется присоединять шину данных к напряжению Vss через резистор сопротивлением порядка 100 кОм.
Разбиение ППЗУ на несколько областей
Порой в одном ППЗУ полезно иметь несколько программ или версий программы, которые можно выбирать с помощью переключателей.
Это бывает нужно и в том случае, когда устройство памяти содержит некоторые рабочие данные (коды ASCII для индикатора, знакогенератора и т. д.). Для этого достаточно выбрать ППЗУ необходимого объема и разбить его на области, расположенные по определенным адресам. Если для каждого блока данных необходимо 2 Кб памяти, можно создать 4 области одинакового размера в ЗУ емкостью 8 Кб (микросхема 2764) или 16 областей с помощью микросхемы 27256 объемом 32 Кб.
Выбор нужной области производится при помощи переключателя типа DIP, вставных перемычек или реле, управляющих входами АН и А12 (рис. 2.33).
На управляющих входах необходимо наличие высокоомного резистора, подключенного к источнику напряжения Vss. Программа или данные будут размещаться по нужным адресам, например 0000Н для первой области, 0800Н — для второй (при протяженности 2 Кб) и т. д.
Устаревшие типы ППЗУ
Некоторые типы ППЗУ, теперь уже устаревшие, например 2726 (объемом 2 Кб), стали раритетами или стоят дороже, чем другие, значительно более совершенные модели. Тем не менее иногда возникает необходимость их замены, например если перепрограммирование невозможно (старая модель). К счастью, размещение выводов таких ЗУ стандартизировано, что упрощает их замену современными микросхемами.
Прежде всего необходимо определить технологию изготовления исходного запоминающего устройства: если в его маркировке есть буква С (27С32), то речь идет о микросхеме КМОП типа. В таком случае проблем не возникает, поскольку большинство современных моделей принадлежит именно к этому семейству. Если буква С в маркировке отсутствует и выявить тип схемы с помощью проверки не удается, необходимо найти компонент аналогичной модели.
В некоторых случаях потребуется осуществить переход от корпуса с 28 выводами к другому корпусу, имеющему 24 вывода, так как устройства объемом от 8 Кб (начиная с модели 2764) имеют корпус DIP28. Достаточно вставить промежуточный разъем с 28 выводами между исходным разъемом и ЗУ. В качестве примера на рис. 2.34 показано включение микросхемы 2764 вместо 2732.
Некоторые выводы придется обрезать или соединить между собой. При этом нужно проследить, чтобы все дополнительные и неиспользуемые адресные линии были подключены к напряжению Vss.
При записи информации необходимо помнить о том, что часть ячеек памяти (последние по номеру адреса) станет недоступной, и следить за тем, чтобы вначале заполнялись первые адреса.
Незаполненное ППЗУ
Если в ППЗУ еще не занесена информация или она была стерта, ячейки памяти заполнены числами FFH. Многие программисты при
записи информации используют операцию «Пропуск FF». Это означает, что каждый раз, когда требуется внести слово FFH, оно просто игнорируется, поскольку такая запись в ячейке уже есть. За счет этого удается существенно упростить процедуру программирования ЗУ.
При таком подходе программирование состоит в замене некоторых единиц двоичного кода нулями. Поэтому можно перепрограммировать некоторые байты, не стирая полностью всю память. Например, можно заменить 99Н на 89Н, 19Н или 81Н и т. д.
Другая ситуация возникает, когда ППЗУ входит в состав микроконтроллера. Эти устройства в незаполненном состоянии обычно содержат код ООН вместо FFH. В некоторых случаях имеет смысл предварительно заполнить незанятые ячейки ППЗУ кодом ООН, чтобы выиграть время при перепрограммировании микроконтроллера. Предварительная проверка состояния ячеек позволит найти наиболее рациональный способ выполнения данной процедуры.
ЛОГИЧЕСКИЙ ВЕНТИЛЬ ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ
Логическая функция Исключающее ИЛИ (EXOR) используется в схемотехнике довольно редко. Она совпадает с функцией ИЛИ во всех случаях, кроме одного, когда все входы вентиля находятся в состоянии логической единицы. Можно также сказать, что выход вентиля EXOR переходит в состояние логической единицы в том случае, если только на одном из его входов возникает соответствующий сигнал логической единицы.
Условное обозначение вентиля показано на рис. 2.35.
Данный специфический тип вентиля используется в системах фазовой автоподстройки частоты (см. раздел «Фазовая автоподстройка частоты»), где он применяется для определения совпадения во времени двух сигналов, один из которых является эталонным, а другой должен совпадать с ним по частоте. Микросхема CD4070 семейства КМОП содержит четыре вентиля рассмотренного типа, а модель CD4046 — один вентиль и некоторые дополнительные элементы.
ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ, УПРАВЛЯЕМЫЕ ФРОНТОМ ИМПУЛЬСА
Многие логические схемы в том числе и КМОП типа реагируют не на состояние входа, а на его изменение. Например, счетчик может срабатывать в тот момент, когда на его тактовом входе возникает перепад напряжения от высокого уровня к низкому. В этом случае говорят о логическом элементе, управляемом фронтом сигнала. Одни схемы реагируют на положительный фронт, то есть на переход от логического нуля к единице (для устройств «положительной логики»), а другие — на отрицательный. Эти характеристики всегда приводятся в технической документации микросхемы. Вход, рассчитанный на управление отрицательным фронтом, имеет в документации название с чертой сверху, обозначающей отрицание, например
В некоторых случаях, в частности для микросхемы CD4042 (счетверенная защелка), пользователь может сам выбрать тип запуска, подключая определенный вход к напряжениям Vss или Vcc. Во избежание возможных ошибок перед разработкой любой схемы необходимо выяснить тип запуска логических элементов. Например, это относится к счетчикам, где неправильное управление может привести к десинхронизации или потере данных. Часто, чтобы получить требуемый результат, приходится включать дополнительную RC-цепочку и использовать снимаемые с ее выхода короткие импульсы нужной полярности. Типичный вариант такого подключения к тактовому входу микросхемы CD4013 (двойной триггер) приведен на рис. 2.36.
