Компаратор, или устройство сравнения, определяет отношения между двумя двоичными словами. Для проектируемого FIFO в компараторе основным отношением является «равно». Поэтому определим эту функцию и построим нужный компаратор, так как в серии 1533 нет специализированной микросхемы, реализующей функцию сравнения, например, как в серии 1561 микросхема КР1561ИП2.
Таблица функции «равно» для сравнения слов длиной 3 представлена ниже (табл.2). В таблице выпишем только те наборы переменных, где функция принимает значение 1.
| Таблица 2
|
| А1
| А2
| А3
| В1
| В2
| В3
| F
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выписав СДНФ функции F и сгруппировав слагаемые, получим:
.
На рис.10 представлена схема компаратора, на рис.11 его эквивалентная схема.
| Рис. 10. Компаратор.
Схема электрическая функциональная
|
| Рис. 11.Эквивалентная схема
компаратора
|
Перечень используемых микросхем:
КР1533ЛП5 ‑ 1шт.;
КР1533ЛН1 ‑ 1шт.;
КР1533ЛИ3 – 1 шт.
Параметры используемых микросхем
Регистры
Счётчики
Триггеры
Логические элементы И
Логический элементы НЕ
Логический элементы исключающее ИЛИ
Принципиальная схема устройства
Перечень элементов
| Обозначение
| Наименование
| Количество
|
| D1
| ЛЕ5 – 4 эл.2ИЛИ-НЕ
|
|
| D3,D5
| ИЕ11-СЧЕТЧИК
|
|
| D2,D4,D9-D71(НЕЧЕТНЫЕ),D73.2 D80,D81,D82
| Элемент НЕ
|
|
| D6,D7
| ИМ1-СУММАТОР
|
|
| D8-D70 (ЧЕТНЫЕ)
| ИР6-РЕГИСТР
|
|
| D72,D74
| ЛН1-6ИНВЕРТОРОВ
| 2 по 4 эл.
|
| D73,D75,D76,D77,D78
| ИД1-ДЕШИФРАТОР
|
|
| D73.1
| ЛА7-4 ЭЛЕМЕНТА 2И-НЕ
|
|
| D79
| ЛА8 – 2 ЭЛ. 4И-НЕ
|
|
| D83
| ЛЕ6 – 2ЭЛ.4ИЛИ-НЕ
|
|
Можно заменить отдельные элементы НЕ микросхемой ЛН1- тогда этих схем нужно будет 8(DN1-DN8).
Токи и потенциалы
В спроектированном устройстве регистровой памяти используется серия К1533. Напряжение питания данной серии Uпит.=+5В±10%. Входные и выходные логические уровни сигналов совместимы внутри одной серии, в данном случае 1533.
Нагрузка
Все элементы данного устройства принадлежат одной серии 1533, это значит, что емкостные параметры входов и выходов согласованны.
Потребляемая мощность
Расчёт потребляемой мощности производится в следующем порядке. Сначала в справочных данных находятся значения потребляемых токов Iпотр. для каждой микросхемы. Далее рассчитывается потребляемая мощность одной микросхемы данного типа. Затем полученное значение помножается на число таких микросхем в устройстве. Полученные значения складываются между собой, образуя суммарную потребляемую мощность.
Pпотр. = Iпотр.Uпит.
Таблица результатов расчёта
| Тип
| Потребляемый ток, мкА
| Количество
| Мощность
|
| ЛН1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого общая мощность схемы получилась = 747,66 мкВт.
Литература
1. Бойко В.М. Схемотехника электронных систем. Цифровые устройства [Текст] / В.М. Бойко, А.Н. Гуржий, В.Я. Жуйков, А.А. Зори, В.М. Спивак, В.В. Багрий ‑ СПб.: БХВ-Петербург, 2004.-512 с.
2. Браммер, Ю.А. Цифровые устройства: Учеб. пособие для вузов [Текст] / Ю. А. Браммер, И.Н. Пащук М.: Высш. шк., 2004. ‑229 с.
3. Китаев, Ю.В. Основы цифровой техники. Учебное пособие: [Текст] / Ю.В. Китаев. ‑ СПб: СПбГУ ИТМО, 2007, 87 с.
4. Мурашко, И.А. ЭВМ и периферийные устройства: Курс лекций по одноименной дисциплине для студентов специальности «Информационные системы и технологии» [Текст] /И.А. Мурашко. – Гомель: ГГТУ имени П.О.Сухого, 2011. – 101 с.
5. Нефёдов А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник Т. 10. [Текст] / А.В. Нефёдов – М.: ИП РадиоСофт, 2001. – 544 с.
6. Петровский И.И. Логические ИС КР1533, КР1554. Справочник. [Текст] / И.И. Петровский, А.В. Прибыльский, А.А. Троян, В.С. Чувелев ‑ М: “БИНОМ”, 1998.
7. Угрюмов, Е.П. Цифровая схемотехника [Текст] / Е.П. Угрюмов. ‑ СПб.: БХВ-Петербург, 2004.-528с
