Шинные формирователи буферные регистры

Шинные формирователи (ШФ) предназначены для параллельной двунаправленной передачи сигналов по шинам в цифровых управляющих и вычислительных устройствах и усиления их по мощности. Они представляют собой n-канальные коммутаторы-усилители, имеющие в каждом канале шину для приема, шину для выдачи и двунаправленную шину для приема и выдачи информации.

Рассмотрим в качестве примера ШФ, входящие в состав МП комплекта серии К589. В комплект входит шинный формирователь с прямым значением выходного кода: ШФ К589АП16 и с инверсией: ШФИ К589АП26. Оба формирователя имеют по 4 канала. Условное обозначение ШФ и ШФИ показано на рисунках 4.1а и б соответственно.

а)	б)
Рисунок 4.1. - Шинные формирователи с прямым а) и инверсным б) выходами

Здесь: DI 0-3 – входы информации; DCE - входы управления выдачей информацией; CS - выбор микросхемы (кристалла); DO 0 - DO 3 – выходы информации; DB 0 – DB 3 - входы-выходы двунаправленной передачи. Функциональная схема шинного формирователя показана на рисунке 3.2. Основным элементом схемы является вентиль с тремя устойчивыми состояниями Z. Для управления режимом работы и направлением передачи информации в ШФ и ШФИ предусмотрена схема управления на двух логических элементах И.

При сигналах DCE=0 и CS=0 Þ Передача с DI на DB

DCE=0 и CS=1 Þ На выходах ШФ третье состояние (закрыты)

DCE=1 и CS=0 Þ Передача с DB на DO

DCE=1 и CS=1 Þ ШФ закрыты.

Функциональная схема ШФИ отличается тем, что элементы Z выполнены с инверсией.

На рисунке 4.3 изображена схема шинного формирователя, используемого в микропроцессорном комплекте серии К580. Здесь A0-A7 ― входы/выходы линий данных, при Т=1 (входные) а при Т=0 (выходные); В0-В7 ― входы/выходы линий данных, при Т=0 (входные), а при Т=1 (выходные); Т - входной сигнал управления направлением передачи, при Т=0 (В→А), при Т=1 (А→В); OE - сигнал разрешения передачи, при ОЕ=0 снимается Z-состояние с выхода усилителя-формирователя, выбранного по входу Т.

Рисунок 4.2 – Функциональная схема шинного формирователя	Рисунок 4.3 – Шинный формирователь типа К580ВА86

Основное достоинство ШФ этого типа: большой выходной ток при малом входном и отсутствие выбросов на выходах при переключениях. В интегральной микросхеме ВА87 выводы В0-В7 инвертирующие.

В микро-ЭВМ, построенных на основе микропроцессоров, широко используются буферные регистры типа КР580ИР82 и ИР83. Они применяются для организации буферов (промежуточных усилителей) и портов ввода-вывода.

Рисунок 4. 4 – Схема буферного регистра и его внутренняя структура

Буферные регистры КР580ИР82 и 83, благодаря малому входному и большому выходному току, позволяют использовать эти элементы в качестве промежуточных буферов либо шинных формирователей. Для использования ИР82 в качестве шинного формирователя необходимо цепь STB подключить к шине питания +5 В через резистор 1 кОм. Буферные регистры (рисунок 4.4) состоят из восьми информационных D-триггеров (Т) с выходными ключами (SW) с тремя состояниями, общим сигналом записи информации – стробом записи (STB) и сигналом управления выходами ОЕ. В ИР82 выходные ключи подсоединены к прямым выходам триггеров, а в ИР83 – к инверсным. Повторители сигналов в цепях STB и OE служат для снижения нагрузки на шину процессора.