Основой генератора тактовых импульсов служит симметричный мультивибратор, собранный на элементах D1 и D2 (рис. 1.2), который стабилизируется кварцевым резонатором Z. Так как собственная частота резонатора (10—20 МГц) выше, чем тактовая частота микропроцессора, в состав генератора вводится делитель частоты.
Обычно деление частоты выполняется двоичным счетчиком на триггерах. Самым простым является деление частоты на число, кратное 2, т. е. на 2n, где п — целое число. Такой делитель выполняется из п счетных триггеров. Если импульсы подавать на счетный вход, то каждый импульс будет вызывать переключение триггера из нулевого состояния в единичное и наоборот. При этом частота импульсов на выходе триггера будет в два раза ниже частоты входных импульсов. Делитель частоты получается путем подачи сигнала с выхода одного триггера на вход другого.
При практическом использовании микропроцессора может потребоваться деление частоты с коэффициентом пересчета, отличным от степени двух, например 10.
Рис. 1.2. Генератор тактовых импульсов
Такие делители получают, вводя в схему обратные связи, управляющие переходом счетчика из состояния 1001 в состояние 0000 (рис. 1.3, а). К моменту поступления восьмого импульса на входах четвертого триггера будут сигналы уровня логической 1, поэтому восьмым импульсом этот триггер будет переключен в единичное состояние и низкий потенциал его инверсного выхода 0 поступит на установочный вход второго триггера, что предотвратит переключение последнего в единичное состояние под действием десятого импульса. Десятый импульс переводит в нулевое состояние четвертый триггер, и далее цикл повторится.
На практике в качестве делителя используются интегральные двоично-десятичные счетчики, например К155ИE2 или К155ИЕ5, с соответствующей внешней коммутацией (рис. 1.2). В связи с тем, что амплитуда тактовых импульсов, подаваемых на микросхему КР580ИК80, должна составлять 12 В, импульсы с задающего генератора подаются на преобразователи уровней D3 и D4. В качестве таких элементов удобно использовать интегральные схемы с открытым коллектором и повышенным выходным напряжением, например К155ЛА11 или К155ЛНЗ.
Наряду с сигналами высокого уровня, необходимыми для работы ЦПЭ, генератор тактовых импульсов выдает сигналы ТТЛ-уровня (+ 5 В), которые используются для управления системным контроллером и тактирования некоторых других модулей системы управления.
Для микропроцессора серии К580 разработана специальная БИС КР580ГФ24 генератора — формирователя тактовых импульсов (рис. 1.4). Встроенный в эту" схему
Рис. 1.3. Делитель частоты: а — схема; б — временная диаграмма
делитель частоты имеет коэффициент пересчета 9, поэтому собственная частота внешнего кварцевого резонатора должна быть в 9 раз больше, чем тактовая частота микропроцессора. В небольших пределах частоту тактовых импульсов можно изменять с помощью внешней времязадающей цепи, подключаемой к входу ВЗЦ микросхемы. Дополнительный выход микросхемы ГС (гармонический сигнал) может быть использован для подключения осциллографа при настройке генератора тактовых импульсов. Кроме выработки последовательности тактовых импульсов микросхема КР580ГФ24 может выполнять и некоторые другие функции: начальную установку ЦПЭ при первом включении, принудительное возвращение ЦПЭ к началу системной программы, переход в режим «Ожидание» и др.
Рис. 1.4. Структура БИС К.Р580ГФ24 генератора — формирователя тактовых импульсов
0 коммент.:
Отправить комментарий