1.9.  Шинные формирователи

В вычислительной технике достаточно часто к одному проводу необходимо подключать много устройств, при соблюдении условия, что в любой промежуток времени по этому проводу обмениваться информацией будут только два устройства. Кроме этого необходимо усилить ток, идущий от источника к приемнику информации. Эти задачи можно решить с помощью элементов с тремя состояниями. На основе элементов с тремя состояниями изготавливаются шинные формирователи. Условное обозначение элемента с тремя состояниями на выходе показано на рисунке 1.75,а. Информация передается от «a» к «b» при y=1. Если y=0, то элемент находится в высокоимпедансном состоянии.

На рисунке 1.76 показана функциональная схема четырехразрядного шинного формирователя К589АП16. Если на входе выбора микросхемы напряжение логической единицы, то линии  «a» и «b» находятся в высокоимпедансном состоянии. Для выборки микросхемы на вход V необходимо подать логический нуль. При логической единице на входе записи-чтения (вывод 15 микросхемы К589АП16) информация будет передаваться от «a» к «b».

Для передачи информации от «с» к «а» на входе записи-чтения должен быть сигнал логического нуля.

На рисунке 1.77 показана схема подключения к одной шине нескольких шинных формирователей. В любой промежуток времени активными могут быть только два шинных формирователя, причем один из них работает в режиме источника, а другой – в режиме приемника информации. На данном рисунке показано подключение для передачи информации от четырех линий c1, c2, c3, c4 микросхемы DD1 к четырем линиям b1, b2 ,b3, b4  микросхемы DD3. Для изменения направления передачи от четырех линий c1, c2, c3, c4 микросхемы DD3 к четырем линиям b1, b2 ,b3, b4 микросхемы DD1 необходимо на входе записи-чтения микросхемы DD1 установить логическую единицу, а на входе записи-чтения микросхемы DD3 - логический нуль. На входах выборки всех микросхем  (шинных формирователей) кроме двух должны быть логические единицы.

На рисунке 1.78 показано включение микросхемы К589АП16 для усиления сигнала в четырех линиях в обоих направлениях. Направление передачи информации определяется сигналом на входе разрешения записи чтения (вывод 15). Если на линии 15 логическая единица, то информация по четырем линиям передается слева-направо, а если логический нуль, то справа-налево. На входе выборки микросхемы (вывод 1) должен быть логический нуль. Если на выводе 1 логическая единица, то линии слева и справа от микросхемы находятся в высокоимпедансном состоянии и к ним можно подключить другие устройства.

С микросхемами К589АП16 можно достаточно просто показать демонстрацию по передаче информации от одного устройства к другому и наоборот. Для этого необходимо воспользоваться двумя самодельными стендами для изучения элементов ЭВМ, описание которых приводится во второй главе. Один из стендов будет главным, определяющим направление передачи информации. Для каждого стенда необходимо изготовить плату с микросхемой шинного формирователя. На одной из плат устанавливается инвертор, чтобы сигналы на входах записи-чтения обоих микросхем были противоположными. По отдельной линии к главному стенду передается сигнал запроса на доступ к шине для передачи информации.