Генератор тактовых импульсов.

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.

clip_image002

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

clip_image004

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.

clip_image006

Рис. 1.4. Структура БИС К.Р580ГФ24 генератора — формирователя так­товых импульсов

Предлагаю ознакомиться с аналогичными статьями: