+33

+5В

Ни,

Уст.1 RjISh +S8

Рис. 7.21. Принципиальная схема распределителя импульсов часов с динамической индикацией

Коммутатор предназначен для подключения семи элементов цифрового индикатора поочередно к одному из четырех дешифраторов часов Рассмотрим коммутацию одного из элементов инди-кятппа например элемента «а». В обычных часах он соединяется с выходом 9 микросхем К176ИЕЗ или К176ИЕ4. В данной схеме он соединяется поочередно с одной из этих четырех микросхем с помощью коммутатора. Принципиальная схема коммутатора для одного элемента цифрового индикатора приведена на рис. 7.22. Он состоит из четырех логических элементов 2И - НЕ и одного 4И - НЕ (микросхемы К176ЛА7 и К176ЛА8). На один из выходов элемента 2И- НЕ подается напряжение с вывода 9 соответствующей микросхемы часов На второй вход подается разрешающий импульс от распределителя импульсов. Затем выходы всех четырех элементов подаются на объединяющий элемент 4И - НЕ, а с его выхода - на элемент «а» индикатора. Так как от распределителя подается только один импульс, то возможна индикация информации только с одного дешифратора. Весь коммутатор содержит семь таких схем, т. е. требуется 28 элементов 2И - НЕ и 7 элементов 4И - НЕ. Однако число элементов 2И - НЕ можно уменьшить до 24 путем объединения нескольких входов элементов 4И - НЕ при отображении цифр десятков часов и десятков минут. Соответствующие выходы микросхемы К176ИЕЗ не используются. В микросхеме десятков часов не используются выходы 10, 12, 13, а в микросхеме десятков минут - выход 12.

Кз.еченщ „ а " инШипора 1

1\ У,Si Yt S\ Yj Si Vi,

ПФлттитщРЯпишЛ-ГffffhlU!;£/ltfWti&t

длаткз

Рис. 7.22. Принципиальная схема коммутатора для одного элемента цифрового индикатора

Так как микросхема К176ЛА7 содержит четыре элемента 2И - НЕ, а микросхема К176ЛА8 - два элемента 4И - НЕ, то весь коммутатор может быть выполнен на 10, а все часы - на 18 микросхемах.

При отключенном индикаторе часы потребляют около 1 мА от источника напряжения 9 В, при подключенном индикаторе - около 1 Вт. Для подключения еще двух индикаторов необходимо иметь второй аналогичный коммутатор и распределитель импульсов.

7.7. МИКРОКАЛЬКУЛЯТОРЫ

В последние годы широкое распространение получили небольшие по размерам вычислительные устройства для цифровой обработки информации, так называемые микрокалькуляторы. Рассмотрим их структуру и порядок работы на примере микрокалькулятора БЗ - 18 А.

В состав устройства (рис. 7.23, рис. 7.24) входят: большая интегральная микросхема (БИС), индикатор для отображения промежуточных и окончательных результатов, клавишное устройство для ввода информации, источник питания.

БИС содержит следующие функциональные узлы:

устройство ввода - вывода, предназначенное для приема информации с клавишного устройства и выдачи информации на индикатор;

арифметико-логическое устройство (АЛУ), обеспечивающее выполнение математических операций над

числами;

постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), используемое для хранения микропрограмм выполнения всех вычислительных функций (сложения, вычитания, умножения, деления, определения тригонометрических

функций, логарифмов и т. п.) и функций управления (ввод данных и команд, вывод результатов, защита от дребезга контактов, нажатия одновременно двух клавиш и т. п.);

электроника @ ьт-ш

Рис. 7.23. Внешний вид микрокалькулятора БЗ-18А

оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), служащее для хранения чисел, которые участвуют в вычислениях, а также промежуточных результатов;

ИнЗцнаят

VBHC

Клавишное устройств

-фЛ устревшЯз

Арифметика леваческое. иствоистоо

щ

Устройство управления

запоминающее устртств,

Постояннее заломи-тющее

Рис. 7.24. Структурная схема микрокалькулятора БЗ-18А

генератор опорной частоты, предназначенный для выработки синхронизирующих сигналов; . устройство управления (УУ), формирующее последовательность сигналов, которые координируют работу всех элементов БИС.

Рассмотрим последовательность работы микрокалькулятора на примере выполнения сложения двух чисел.

Пои подаче питания специальный триггер подготавливает ПЗУ к выдаче микрокоманд на приведение всех элементов в исходное состояние Через 100 - 500 мс начинает выполняться микропрограмма, которая обеспечивает подготовку ОЗУ и УУ к работе. Следующая микропрограмма производит опрос клавишного устройства и выдачу информации на индикатор. Если ни одна из клавиш не нажата, на индикаторе будет высвечиваться только 0 и точка.

Вычисление начинается с введения первого числа. Оно вводится в десятичном коде последовательно, начиная со старшего разряда При нажатии на клавишу в УУ срабатывает соответствующий триггер который фиксирует нажатие клавиши. Информация передается в ОЗУ и отображается на индикаторе. В процессе ввода цифр обеспечивается задержка начала следующей микропрограммы по вводу числа и его кодированию во избежание сбоев в работе в результате дребезга контактов.

При нажатии клавиши, соответствующей действию (сложению), которое должно быть выполнено с введенными числами, эта команда запоминается в ОЗУ и оно подготавливается к принятию следующего числа. Последнее вводится и запоминается аналогично первому и также высвечивается на индикаторе.

При нажатии клавиши, соответствующей выдаче результата, начинает выполняться микропрограмма сложения. Вычисления осуществляются в АЛУ. Результат поступает в ОЗУ и отображается на индикаторе. Ранее записанная в ОЗУ информация стирается.

Таблица 7.2

I IВыполняемые функции

Аналогично выполняются и другие вычислительные операции, однако объем их может быть значительно большим. Вычисление тригонометрических, логарифмических и подобных функций производится с помощью микропрограмм, которые хранятся в ПЗУ.

Время вычисления зависит от сложности операции. Например, сложение двух восьмиразрядных чисел осуществляется примерно за 0,05 с, а вычисление arctg x - за 3 с.

Микрокалькулятор БЗ-18А реализован на базе БИС К145ИП12 и выполняет четыре арифметических действия, вычисление функций 1/х, х-2, 1п х, lg x, ек, 10х, Х, sin x, cos x, tgx, arcsinx, arccos x, arctg x (угол может быть задан в градусах и радианах), операции с числом я, обмен чисел на индикаторе и в рабочем регистре («<- >») или в регистре памяти («х< - >п»), использование памяти для суммирования или вычитания числа на индикаторе («п+», «п~») или суммирование квадрата числа на индикаторе («п+») и еще ряд дополнительных действий. Для сокращения числа клавиш совмещают две операции на одной клавише с общим управлением перехода от основных к дополнительным операциям.

Число рабочих разрядов - восемь. Операции с десятичными дробями ведутся с плавающей запятой: при вводе десятичной дроби запятая ставится в нужном месте, а затем ее положение опреде- ляется автоматически.

По назначению отечественные микрокалькуляторы можно разделить на три группы в соответствии с функциональными возможностями: 1) для выполнения несложных операций (арифметические действия, вычисления 1/х, Х2, %, некоторые операции с памятью); 2) для выполнения инженерных и научно-технических расчетов без программирования (арифметические действия, вычисление ряда функций, операции с памятью); 3)