Глава 3. УЧЕБНАЯ МОДЕЛЬ ОПЕРАЦИОННОГО БЛОКА ЭВМ

(стенд ОАиВТ)

 

Стенд ОАиВТ, выпущенный Омским заводом, позволяет изучать алгоритм работы логических элементов, шифраторов, дешифраторов, триггеров, регистров, счетчиков, а также других элементов и узлов электронных вычислительных машин. В данной главе рассматривается работа только с двумя картами (6.3, 6.2) стенда ОАиВТ.

 

3.1 Оперативное запоминающее устройство

 Функциональная схема оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) приведена на карте 6-3 (рис. 3.1). Микросхема D1 - это дешифратор-демультиплексор. При работе в режиме демультиплексора вход V является информационным, входы 1, 2 , 4 – это адресные входы, определяющие, какой из информационных выходов 0, 1, 2, 3,  4, 5, 6, 7 будет соединен с входом V. При работе в режиме дешифратора вход V – это вход разрешения преобразования, а 1, 2, 4 – это входы, на которые подается двоичное число, преобразуемое в десятичные цифры от 0 до 7 соответственно на выходах 0 – 7.

Микросхема D2 содержит 4 мультиплексора, каждый из которых имеет 2 информационных входа, один выход и соответствующее число адресных входов. Первый мультиплексор имеет входы X1, Y1, второй мультиплексор – X2, Y2, третий – X4, Y4, четвертый – X8, Y8. При двух входах каждому из мультиплексоров необходим один адресный вход. Адресные входы всех четырех мультиплексоров соединяются между собой.

Микросхема D2 обеспечивает передачу информации на четыре входа преобразователя кодов (микросхема D3¹), на четыре информационных входа (D1, D2, D4, D8) ОЗУ (микросхема D4) и на четыре информационных входа (D1, D2, D4, D8) параллельного регистра (микросхема D8) либо с выходов счетчика D10 (при отжатой кнопке SB2), либо с выходов оперативного запоминающего устройства D4. Чтобы мультиплексор передавал информацию с информационных входов Y1, Y2, Y4, Y8  на выходы 1, 2, 4, 8, необходимо нажать кнопку SB2. Микросхема D3¹ преобразует 4 разряда двоичного числа в 16-ричную цифру, отображаемую на светодиодном индикаторе HG1.

Микросхема D4 - это оперативное запоминающее устройство, предназначенное для хранения 16 слов, по четыре двоичных разряда каждое. Четыре адресных входа А1, А2, А4, А8 позволяют адресовать 16 ячеек памяти (2⁴). Микросхема имеет 4 информационных входа D1, D2, D4, D8 и 4 информационных выхода 1, 2, 4, 8. Следовательно, размер ячейки памяти рассматриваемого ОЗУ  равен четырем двоичным разрядам. Для записи информации в ОЗУ необходимо на адресных входах А1, А2, А4, А8 установить адрес ячейки памяти, а на информационных входах D1, D2, D4, D8 установить необходимые данные и подать импульс на вход  разрешения записи W.

Микросхема D10 (К155ИЕ7) представляет собой универсальный счетчик с коэффициентом пересчета 16. Алгоритм работы этого счетчика похож на алгоритм работы счетчика на микросхеме К155ИЕ6 и был рассмотрен ранее в главе 2. Счетчик К155ИЕ7 отличается от счетчика К155ИЕ6 коэффициентом пересчета. У счетчика К155ИЕ6 коэффициент пересчета равен 10. В данной схеме счетчик работает в режиме суммирования, т.е. при каждом импульсе, поступившем на вход С, число на выходе счетчика увеличивается на единицу.

 Микросхема D8 - это параллельный регистр, содержащий  4 D-триггера со статическим управлением. Для записи информации в регистр необходимо задать 4-х разрядное двоичное число на входах D1, D2, D4, D8 и на вход С подать импульс синхронизации.

Импульс синхронизации формируется при нажатии на кнопку SB3 и передается на вход соответствующей микросхемы с выхода демультиплексора D1. Адрес выхода микросхемы D1, на котором формируется импульс при нажатии на кнопку SB3, задается с помощью тумблеров SA1, SA2, SA3 (верхнее положение ручки тумблера соответствует логической 1). Кнопкой SB1 формируются импульсы, поступающие на вход счетчика, а кнопкой SB2 выбирается адрес на входах четырех мультиплексоров микросхемы D2.

Светодиод HL1 обеспечивает индикацию состояния адресной линии мультиплексора D2, светодиод HL2 – наличие сигнала на входе синхронизации С микросхемы D8, светодиод HL3 – наличие сигнала на входе разрешения записи микросхемы D4.

Задание. По адресу 7h записать число 9 16-тиричной системы счисления. Для этого, прежде всего, набираем на счетчике число 7 и заносим в регистр D8. Для записи адреса 7h в регистр D8 необходимо на микросхеме D1 тумблерами SA1, SA2 набрать адрес 3, поскольку выход 3 микросхемы D1 будет подключен на вход С микросхемы D8, и после этого нажать кнопку SB3. Таким образом, на адресных входах A1, A2, A4, A8 микросхемы D4 мы задали адрес 7. Затем на выходе счетчика устанавливаем число 9. Цифра 9 через четыре линии мультиплексора D2 в двоичном коде поступит на общую шину, т. е. будет на входах D1, D2, D4, D8 микросхемы D8, на входах D1, D2, D4, D8 микросхемы D4 и через микросхему D3¹ отобразится на индикаторе HG1.

Для записи информации в ОЗУ нам теперь нужно подать импульс записи на вход W микросхемы D4. Вход W микросхемы D4 соединен с выходом 6 микросхемы D1. Набираем тумблерами SA1- SA3 шестерку и нажимаем кнопку SB3. В результате этого на входе W микросхемы D4 появляется импульс записи. Информация с входов D1, D2, D4, D8 записывается в ячейку памяти, адрес которой задан нами на входах А1, А2, А4, А8 микросхемы D4 (выходы 1, 2, 4, 8 микросхемы D8).

После того как записана информация на микросхему D4, необходимо убедиться в том, что информация записана правильно. Для этого нужно изменить состояние счетчика и с помощью кнопки SB2 переключить мультиплексоры микросхемы D2 на индикацию содержимого ОЗУ. Индикатор HG1 в этом случае отобразит цифру 9.