Jeżeli dobrze rozumiem chcesz zbudować tablicę dydaktyczną służącą do prezentacji działania przerzutników i liczników. Taka tablica byłaby wyposażona w:
- - zunifikowane gniazdo, w które wtykałoby się wymienne płytki z prezentowanymi układami scalonymi.
- zasilacz
- generator sygnału taktującego
- kilka przełączników do zadawania stanów logicznych na wejścia zerujące, ustawiające etc..
- kontrolki (LED-y) do prezentacji stanów logicznych na liniach sterujących i wyjściowych
- dekoder z wyświetlaczem do prezentacji wartości (dziesiętnej, heksadecymalnej) na liniach wielobitowych.
Widzę to tak:
Zacznij od unifikacji złącza pomiędzy płytą bazową a wymiennym modułem "licznikowym". Zastanów się ile i sygnałów będziesz potrzebował do wysterowania poszczególnych kości.
Np. 74(HC)193:
http://alfa.iele.polsl.gliwice.pl/eleno ... _193ds.pdf
wymaga podania:
- - dwóch sygnałów taktujących (CountUp, CountDown)
- czterech linii danych do zapisu równoległego
- sygnału zerującego (Clear)
- sygnału zapisu równoległego (Load)
oraz obserwacji:
- - 4 linii wyjściowych (Q3..Q0)
- dwóch wyjść przeniesień (Borrow, Carry)
Łącznie wychodzi 8 wejść i 6 wyjść. Niektóre kości mogą mieć jeszcze większe wymagania co do liczby wyjść (np. cmos 40102, 40103 - podwójne liczniki 4 bitowe). Jeżeli doliczysz do tego jakąś rezerwę to myślę, że warto byłoby przewidzieć co najmniej:
Np.:
- - dwa kluczowane wejścia taktujące (generatory 0.1..100Hz o regulowanej częstotliwosci)
- jedna lub 2 grupy po 4 linie wejściowe o stanach ustawianych za pomocą heksadecymalnych zadajników kodowych (mam na myśli coś rodzaju:
http://www.tme.pl/zadajnik-kodu-katowy- ... 10rfz.html
lub
http://www.maritex.com.pl/offer.php?bnr ... L&strona=3)
- kilka (np. 4) niezależne linie wejściowe o stanach ustawianych przełącznikami
- 8 linii wyjsciowych monitorowanych za pomocą 8 niezależnych kontrolek binarnych a także (wyświetlanie wartości DEC i HEX)) jako dwie magistrale 4-bitowe lub jedna magistrala 8-bitowa .
- kilka (2.. 4) dodatkowe linie wyjściowe monitorowane kontrolkami LED - np. do obserwacji stanu wyjść przeniesień
- do tego dochodzą ze 2 linie masy (GND) i ze dwie linie zasilające (Vcc)
Wynika z tego, że potrzebujesz złącza z 25..30 stykami, dosyć sztywnymi mechanicznie i odpornymi na wielokrotne rozłączanie. Aczkolwiek z trwałością złacz raczej bym nie przesadzał, bo koszt _porządnych_ złącz może szybko przekroczyć wartość całego ustrojstwa. Dlatego w najtańszej wersji wystarczą goldpiny lub IDC, w bardziej wypasionej np. coś w rodzaju DIN41612B32P/DIN41612B32S13 (
http://www.maritex.com.pl/offer.php?bnr ... =0&lang=PL) lub kątowe DB25 montowane do druku.
Zacznij od rozpisania całej puli sygnałów na piny wybranego złącza.
Projektując płytę bazową będziesz miał do zrobienia:
- - Zasilacz (np. 5V/500mA z ograniczeniem zwarciowym).
- Wymuszenia stanów pojedynczych linii z przyciskami (z układami likwidującymi drgania styków).
- Wymuszenia stanu magistral 4-bitowych z zadajnikami kodowymi, licznikami lub czymś podobnym.
- Kontrolki monitorujące stan pojedynczych linii.
- Monitor linii 4- lub 8-bitowej (zobacz np. "Monitor słowa ośmiobitowego" - http://www.ep.com.pl/pobierz.php?id=11718. Mam wrażenie, że w jednym z wczesnych numerów EP ('94? '95?) był również opisany podobny "Monitor linii 4-bitowej").
- Generator taktujący dostarczający dwóch przebiegów taktujacych z możliwością ręcznego kluczowania, ale synchronizowanego z przebiegiem zegarowym. Sądzę, że potrzebujesz częstotliwości 0.1..100Hz do wzrokowej obserwacji stanów albo paru..parudziesięciu kHz jeżeli np. chciałbyś posłuchać poszczególnych częstotliwości dzielonych przez liczniki. Aczkolwiek musiałbyś dopisać do listy jeszcze dodatkowy wzmacniacz audio
Wszystko to razem podłączone do ujednoliconego złącza - zgodnie z wcześniejszymi założeniami - da Ci do dyspozycji pewien zbiór sygnałów sterujących wejścia badanego układu (IN) i zbiór monitorowanych sygnałów wyjsciowych (OUT). Projektując wymienne moduły będziesz tylko wybierał odpowiednią liczbę sygnałów z puli IN i z puli OUT i podłączał je do pinów wybranego przerzutnika/licznika (no i zasilanie rzecz jasna).
Zastanów się też nad tym, że część wymaganych sygnałów będzie interpretowana w logice ujemnej a część w logice dodatniej. Być może warto dołożyć przed LEDowymi kontrolkami dodatkowe ExOR-y, żeby móc łatwo zmieniać interpretację stanów (tzn. kontrolka może świecić zawsze gdy linia ma stan _aktywny_, tzn. stan wysoki ("H") na linii D interpretowanej w logice dodatniej a stan niski("L") na linii D\ interpretowanej w logice ujemnej)
BTW: Z czystym sumieniem mogę Ci polecić książkę:
"Układy cyfrowe - pierwsze kroki" Piotra Góreckiego.
http://www.btc.pl/?id_prod=6282
Wprawdzie swoje kosztuje (jak wszystkie papierowe książki niestety), jednak jej autor jest praktykiem posiadającym zarazem unikalną umiejętność pisania w prosty sposób o rzeczach skomplikowanych. (Sam mu tego talentu dydaktycznego zazdroszczę.
)
Po przeczytaniu będziesz miał nie tylko podstawową wiedzę teoretczną o układach cyfrowych (
zrozumianą a nie wykutą! ) ale i spory zasób wiedzy praktycznej, bezcenny gdy w krótkim czasie trzeba zrobić coś realnie działającego i nie popełniać przy tym zbyt wielu głupich błędów. Myślę, że powinieneś zaczać od takiej lektury do poduszki, żeby wyrobić sobie pogląd na to czego faktycznie potrzebujesz.
Odnośnie realizacji praktycznej:
- - Na pewno czeka Cię zaprojektowanie i zrobienie kilku...nastu płytek drukowanych. Układy nie będą specjalnie skomplikowane zatem ich projektowanie samo z siebie nie będzie bolesne a dadzą się wykonać choćby termotransferem na żelazku. Niemniej niewprawnej osobie pierwszy kontakt z narzędziami do projektowania płytek drukowanych może pochłonąć sporo czasu.
- Ponieważ ma to być praca dyplomowa to staraj sie od razu robić porządne projekty schematów i płytek drukowanych. Z jednej strony popełnisz mniej błędów przy projektowaniu i montażu, a z drugiej - będziesz mieć gotową dokumentację do zaprezentowania.
- Dobieraj elementy kierując się tym czego używają inni i tym co da się kupić w dużych sklepach internetowych lub w "elektroniku za rogiem" (czyli w Twoim wypadku: http://www.sklepelektroniczny.com.pl/) . Na tym etapie (jednostkowy projekt, krytyczny pod względem wazności i z narzuconym ograniczeniem czasowym) unikaj jak ognia wszelkiej egzotyki. Myślę że przeglądając ksiażkę P.Góreckiego a następnie ofertę TME (http://www.tme.pl, tylko elementy z niezerowymi stanami magazynowymi), MSelektronik (http:/www.mselektronik.com.pl) , Maritex (http://www.maritex.com.pl) i może czegoś jeszcze, szybko zorientujesz się, które elementy są dostępne od ręki a na jakie w ogóle nie warto się oglądać.
Jak już zrobisz cały projekt to niemal na pewno dojdziesz do wniosku, że zamiast garści układów cyfrowych należało do bazy wstawić jakiś mikrokontroler
Ale to już inna bajka.
--
MDz
