Логический пробник

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 6 01 В 31/28 ТЕНИЯ ОП второйГо повто1 ока согшшса шмцттсрцо пробцика, эмиттерно входом б цус исто кадцого э с третьим шиной "п ход двухкаскадногоителя соединен с вторымасовация и с шиной "мц с" ис с четтора. оедицсца о ицдик ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делдм изоБРетений и отнРцтий САНИЕ ИЗОБР СИОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(56) 1. Авторское свидетельство СССР К 580514, кл. 6 01 В 19/04, 1977.2. "Радио", 1978, Кф 9, с. 48 (прототип). (54) (57) 1. ЛОГИЧЕСКИЙ ПРОБНИК, содержащий последовательно соединенные контрольный щуп, ограничительныц резистор, блок согласования, блок обнарукения импульсов, первый выход которого соединен с входом одцовибратора, выход которого соедшец с; первым входом семисегментного индикатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля и расширения функциональных возможностей, в це- , го введены двухкаскадцый эмцттерный повторитель, блок осталова, формирователь фрон- тов тактовых импульсов, первый и второй информационные триггеры, причем первый вход двухкаскадного эмиттсрцого повторите. ля соединен с тактовым входом пробццка, а выход соединен с первым входом формирователя фроцтов тактовых импульсов, второй вход которого соединен с выходом блока останова, третий и четвертый входы формцро. вателя фронтов тактовых импульсов подклю. чены соответственно к шине "плюс" и "минус" источника питания, выход формирователя фронтов тактовых импульсов соединен с синхровходами первого и второго ццформаци ционных триггеров, выходы котооых соедцне ны соответственно с вторым и третьим входами семисегментного индикатора, Р-входы первого и второго информационных триггеров соединены с вторым и третьим выходами блока обнаружения импульсов, а вход блока остацова соединен с ицформашюнцым входом тания, третий вход двухкасо повторителя соединенблока согласования и с течника питания, котораятым входом семцссгмецтцо 2. Логический пробник цо и. 1, о т л и .а ю щ и й с я тем, что формирователь фронтов тактовых импульсов содержит переключатель, два ограничительных резистора, элемент ИЛИ-НЕ, элемент НЕ, первый и второй элементы И - НЕ, элемент И, элемент за- Е дерккц, счетчик, задатчик кода номера,такта, управляющий триггер, причем первый вход формирователя фронтов тактовых импульсов соединен с переключателем, контакты первого ц второго положения которого соеди-нены соответственно с первым входом элемента ИЛИ-НЕ н входом элемента НЕ, а через первый и второй ограничительные резисторы с шиной "шпос" ц "минус" источника питаЭаЫ ццч, выход элемента НЕ через второй ходэлемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входомпервого элемента И - НЕ, второй вход которого соединен с выходом управляющего тригге.ра, спнхровход управляющего триггера соединен с вторым входом формирователя фронтовтактовых импульсов и входом элемента задержки, информационный вход упраляющеготриггера соединен с выходом логичсской единицы, а Й-вход управляющего триггера соединен с выходом второго элемента И - НЕ. первый вход которого соединен с выходом эле.мента задержки, второй .вход - с выходомэлемента И, входы которого сосдинснгя с цц.верспымн выходами счетчика, ицформаццоц.ные входы счетчика соединен с выходами; эадатчика кода номера такта, установочный . вход счетчика соединен с синхровходом управляющего триггераа счетный вход - свыходом первого элемента И-НЕ, выход переполнения счетчика соединен с выходомщформирования фронтов тактовых импульсов,11322683. Логический пробник по и. 1, о т л и .ч а ю щ и й с я тем, что блок останова содержит элемент сравнения, выход которого соединен с выходом блока осталова, первый вход элемента сравнения соединен с входом блока останова, а второй - с выходом задатчика кода признака команды..Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти нри. менение в измерительных и контролирующих устройствах, используемыхпри отладке логических блоков, микропроцессоров, ЭВМ и т. д.Известны устройства контроля логических блоков, содержащие контрольный щуп, вы. прямительный мост, один выход которого соединен со средней точкой последовательно соединенных индикаторов, другие клеммы . которых соединены соответственно с коллектором и эмиттером одного из двух последо:. вательно соединенных транзисторов различной проводимости, средняя точка которых соединенас другим выходом выпрямителя, а ба. зы через ограничительные сопротивления - с контрольным щупомНедостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности.Наиболее близким к предлагаемому являе ся логический пробник, содержащий согласую щий блок, вход которого соединен через ог. раничительное сопротивление с контрольным щупом, а выходы через последовательно сое диненные блок обнаружения импульсов и одно вибратор соединены с входами семисегментногоиндикатора 21Известный логический пробник позволяет индицировать цифры "О" и "1", указывающие на соответствующйс уровни напряжений на входе пробника, и точку, отображающую наличие импульсов на входе логического пробника.Недостатком известного логического пробника являются ограниченные функциональные возможности, что не позволяет эффективно использовать его при отладке сложных вычислительных устройств, микропроцессоров и других устройств, содержащих генератор тактов, многотактовое устройство управления арифметическое устройство и т. д. При настройке сложных вычислительных,устройств необходимо просмотреть не. тольконаличие прохождения сигнала, что позволяютсделать известные логические пробники, ,нои проанализировать правильность работы отдельных узлов процессора, правильность выполнения логических и арифметических операций в соответствующие такты, задаваемыегенератором н устройством управления. О Для того, чтобы известные логические пробники выполняли подобные функ:;ии, необхо.димо совместное использование логическогопрооника и дорогостоящего пульта, управляющего работой исследуемого блока. В 15 пультах необходимо предусматривать индикащпо многочисленных тактов и состоянийузлов (регистров, счетчиков, сумматорови т.д,), контролируемого устройстваЦелью изобретения является повышение 20 достоверности контроля и расширение функциональных возможностей устройства.Поставленная цель достигается тем, чтов логический пробник, содержащий последовазтельно соединенные контрольный щуп, ограничительный резистор, блок согласования,блок обнаружения импульсов, первый вы;ход которого соединен с входом одновибратора, выход которого соединен с первымвходом семисегментного индикатора, введены двухкаскадный эмиттерный повторитель,блок останова, формирователь фронтов так товых импульсов, первый и второй информациопные триггеры, причем первый входдвухкаскадного змиттерного повторителясоединен с тактовым входом пробпика, а выход соединен с первым входом формирователя ф,оптов тактовых импульсов, второйвход которого соединенС с выходом блокаостанова, третий и четвертый входы формиро.Вателя фронтов тактовых импульсов подключе 4 О ны соответственно к шине "плюс" и "минус"источника питания,. выход формирователя фронтов тактовых импульсов соединен с сннхровходами первого и второго информационныхтриггеров, выходы которых соединены соот.ветственно со вторым и третьим. входами семисегментного индикатора, О-входы первогои второго информационных триггеров .соединены со вторым и третьим выходами блокаобнаружения импульсов, а вход блока остановасоединен с информационным входом пробника, второй вход двухкаскадного эмиттерногоповторителя соединен со вторым вхо.дом блока согласования и с шиной "минус" источника питания, третий .вход двух.каскадного эмиттерного повторителя соедйненс третьим входом .блока согласования и сшиной "плюс" источника питания, которапсоединена с четвертым входом семисегментного индикатора,Формирователь фронтов тактовых импульсовсодержит переключатель, два ограничительныхрезистора, элемент ИЛИ-НЕ, элемент НЕ,пер,рй и.второй элементы И - НЕ, элемент И,элемент задержки, счетчик, задатчик кода но.мера такта, управляющий триггер, причем,первый вход формирователя фронтов тактовых Импульсов соединен с переключателем,контактынервого и второго положения кото рого соединены соответственно с первым вхо.дом элемента ИЛИ-НЕ и входом элементаНЕ, а через первый .и второй ограничительные,резисторы. - с шиной "плюс" и "минус" источника питания, выход элемента НЕчерез второй вход элемента ИЛИ - НЕ соеди.нен с первым входом первого элемента И. - НЕ,второй вход которого соединен с выходомуправляющего триггера, синхровход управляющего триггера соединен со вторым входомформирователя фронтов тактовых импульсови входом элемента задержки, инфоумационный вход управляющего триггера соединенс выходом логической единицыа В-входуправляющего триггера соединен с выходомвторого элемента И - НЕ, первый вход которого соединен с выходом элемента задержки,второй вход - . с выходом элемента И, входы которого соединены с инверсными выходами счетчика, информационные входы счетчи.ка соединены с выходами задатчика коданомера такта, установочньпЪ вход счетчикасоединен с синхровходом управляющеготриггера, а счетный вход - с выходом первого элемента И - НЕ, выход переполнениясчетчика соединен с выходом формирователяфронтов тактовых импульсов. Кроме того, блок останова содержит элементсравнения, выход которого соединен с выходомблока останова, первый вход элемента сравнениясоединен с входом блока останова, а второй -с выходом эадатчика кода признака команды.На чертеже представлена функциональная схема логического. пробника. Логический пробник содержит контрольный щуп 1, ограничительный резистор 2, блок 3 согласования, двухкаскадный эмиттерныйповторитель 4, блок 5 обнаружения импульсов,одновибратор 6, семисегментный индикатор 7,формирователь 8 фронтов тактовых импульсов,блок 9 останова, информационный вход 10 10 пробника, являющийся входом магистрали дан. ных контролируемого объекта, тактовый вход 11 пробника,Блок 3 согласования содержит транзисторы12 и 13, коллекторы которых подключены 15соответственно к шинам "плюс",и "минус" источника питания, диоды 14-16, резистор 17. Двухкаскадный эмиттерный повторитель4 содержит транзисторы 18 и 19; коллектортранзистора 19 подключен к шине."плюс"источника питания, а коллектор транзистора18 - к шине "минус" источника питания.Блок 5 обнаружения импульсов содержит 20 последовательно соединенные элемент НЕ 20 -23; элементы ИЛИ - НЕ 24 и 25 и элементНЕ 26. 25 Формирователь 8 фронтов тактовых импульсов содержит переключатель 27 на два положения 27,1 и 27,2, ограничительные резисторы 28и 29, элемент ИЛИ-НЕ 30, элемент НЕ 31,первый элемент И - НЕ 32, управляющийтриггер 33, элемент задержки 34, элементИ 35, счетчик 36, задатчик 37 кода номераикта, второй элемент И - НЕ 38, выход 39 30 логической единицы. Кроме того, устройство содержит первый и второй информацновгые 35 триггеры 40 ц 41,Блок останова 9 содержит элемент сравне.,шюя 42 и.задатчик 43 кода признака команды Первый выход блока 5 обнаружения им 40 пульсов соединен со входом одцовибратора 6,выход которого соединен с первым входом семисегментного индикатора 7, первый вход двухкаскадного эмиттерного повторители 4соединен с тактовымвходом 11 пробника; а 45 выход соединен с первым входом формирова.теля 8 фронтов тактовых импульсов, второйвход которого соединен с выходом блока 9 осталова, третий и четвертый входы формирователя 8 фронтов тактовых импульсов под,кшочены соответственно к шине "плюс" и"минус" источника питания, выход формирователя 8 фронтов тактовых импульсов соединен с синхровходами первого 40 и второго 41 ин.формационных триггеров, выходы которых сое динены соответственно с вторым и третьимвходами семисегментного индикатора 7, О.вхо.ды первого 40 и второго 41 информационных триггеров соединены со вторым и третьим выходами блока 5 обнаружения импульсов, а132268 4 В вход блока 9 остацова соединен с цнформанц. оеп 111 м входом 10 51;об)цека, НЕ)ляющимся входом магистралп ддньх коеегролцруемого объекта, второй вход двухкаскадпого эм 115 терного повторителя 4 соединен со вторым входом блока 3 согласования ц с шиеюц "минус". источника питания, третий вход двухкдскадцого змиттерцого повторителя 4 соединен с третьим входом блока 3 согласования ц с цЕицой "гптеос" источника питания, которая соединена с четвер- О тым входом семисегментного шедикатора 7,Первый вход формлрователя 8 фронтов тактовых импульсов соединен с цереключате. лем 27, контакты первого 27,.1 и Второго 27.2 положения которого соединены соответственно с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 30 ц входом элемента 1 Б 31, и чсрз пере)1111 28 и второй 29 ограничительшле резисторы с шиной "плюс" и "минус" исто)епеке 1 ец 11. ция, выход элемента НЕ 31 через второй ВХОДИЛО элемента ИЛИ.Н"; 30 соединен с первым входом первого элемента И - НБ 32, второй вход которого. соединен с выходом управляющего триггера 33, синхровход управляеощего трипера ЗЗ соединен со вторым Входом ;5 формирователя 8 фронтов тактовых импульсов и входом элемента зддержк 11 34, ппформациоегцый вход управлтнощего триггера 33 соединен с выходом 39 логической единицы, а В.вход управляющего триггера 33 соединец с выходом .второго элемента И-НЕ 38, цер- ВЫЙ ВХОД кторого СОЕДИПСН С ВЫХОДОМ Э)ЕЕС- мента задержки 34, второй вход - с выходом элемента И 35, входы которого соединены сие 1 вегсец Еми выходами сче; чика 36 ип;рормациоцпые входы которого соединены с Выходами зддатчика 37 код номера такта, устаноВочный вход счетчика Зб соедицеее с синхровходом управляющего триггера 33, а счетный вход - с выходом первоо злсмсеЕта И - Н 32, Выход псрепоцсция счетчика 36 соедгп 1 сп с выходом 11 ормировдтеля 8 фронтов тактовых импульсов.Выход элемента 42 сравнения сосце.еее)1 с выходом блока 9 остановд,ервь;й вход элемента 42 срдВнея 5 тя соединен с ВходомЕ 5 блока 9 остаеЕовд, а второй - с выходом заддтчцкд 43 кода презндкд команды. Блок 3 соглдсовае 51151 прсдеЕдзеедесее для50 умеееьееения нагрузки пд гровсряс;.Еый Объскт И СДВИГ,1 УРОЯ ЕЕСЕЕ СЕЕГЕЕДЕО В, ПО С ТУ НД 10 ЩЦХ Ц Д входы блока 5 обнаружения ииуеьсов зд: счет цспользовання двухкдскадцого змцттсрцого пое)то)итеэя ееа трдеез 1 сторд.с 12 и 13. ДОполнительный сдвиг достигается вкгцочеешем кремниевого 16 и горь)аеееесвого 14 диона.В результате при входном цдпряжснин вылив 2,4 В на выходе элемента ГБ 26 блока 5 обнаружения импульсов появляется сигнал "0",11 ри ееде 115 ежеецеи еееежс 2 1 В - сее 1 нал1 ри Входно:1 ееаеережееее 111 ниже 0,4 Веед выходе элсьеента НБ 2 блока 5 обнаружения импульсод появляется сигнал "0".Обцдружеццс цмнул:сов блоком 5 основаноца принципе деефэерсееееерое)дееи 51 импульсовза счет внутренней задержки элементов НЕ20-23 и элементов 1 ЛИНВ 24 и 25, формирое)дее)ем Отрцегатсльеп,)х цметульсов по каждомуфрое)ту 11 спаду вхопных импульсов с последу 1 ощцм запуском одцоьн 1 братора 6 ц иеедикдщЕейсимвола "точка" ца ш)дикдторс 7,Де)ухкеескддееьей эмиттерцый повторитель 4,вход которого соединен с тактовым входом 11 51;ормирует нд своем выходе В зависимости от положения церек)по еателя 27 положительные ЦЛИ ОТРИЦатЕЛЬЦЫЕ ПСРЕПДДЬЕ ЦаПРЯжСЦИЯФ с)енхронцо с фроцтамц тактовых импульсов,В первОМ поеожсеееей 27.1 персЕс 11 очатсля 27 рдботде 1 транзистор 18 и ца резисторе 28. водника)от 5)теэеЕцдтсльеее,ЕС 51 ерспады цапряже. нцл, во веором положеш 1 и 27.2 переключателя 27 работает т 511)зе)стор 19 и па резисторе 29 ноявлтпотся положительные пере 15 ддьЕ цапряжеци 51 сицхроеецо с тактов 1 мц импульсами.Форьеировдтс)е 8 фрое)тов тактовых 1 емпуль.,Ов е)рсеназеедче)е;, 51 сЕ)цксеероваее)гя ,д выхо; д.х ицформашеониых триггеров 40 и 41 ицформашш, пост,ндеощсй с иее)Орма 15 иоепЕьех выходов блока 5 сбеедружсэшя иь,пульсОВ в момсеЕты фро)етов ш 11 се)адов т 1 ктоВых импульсов но упрдвляеощему сигналу с выхода блока 9 Остдновд.Выход уеердв.Пеощего триггера 33 соединен с оце)им езходо 51 первого элемента И - НЕ 32, рдзрецеая прохоесдс це,:мцульсов с выхода злемсегтд ИЛ 1-1.111 30 лд счетцый 1 вход счстчеекд 36. Ыееоезэвходоеьее элем:цт И 35служ)гг цлч е)и)сси 05 дееея цул 51 еед Выходахсчетчецсд 36.,еемсеет Не) 31, вход которого через ог)деееееегееееьньеете сзцстор 29 соединен с Ппрпой "МИНУС" ИСГОЛЕЕЕЕКа ПнтДЦЦЯ, Д ЧЕРЕЗ есонтдкт в" Орого полжец)ея 27.2 переключателя 27 лодклл)чец к выходу эмцттерного повториеля 4, служе)т для Яэормировднеея сигнаеои", сееехр 5)ееееьех с фронтами тактовых имнульсо.Элсь 1 сеет 1.,5 И.11 30 сл,жит цля формирования сцгндлсв 0, еееехрсэееееых с фроеетом 1111 с 10.1 ье 1 )н,енульсов НОЛ втором ееоло;келии 27.2нерсес; ючдте 151 27 ц сицхроншях со сгддомтдесгове,ес импульсов при первом 1 еоложеции27 Е 55;Еспеуеделя 77 1 лок 9 о.тацагэа служит лля Выделения за.данной комПЕ)ьеОееердвеи) 11 1 едэрсЕеееееия1)ачдла рдбоп;е формирователя 8 51)роеееов тдк.товыХ м чеуэьсо 3, записи кнеа цмс. д тдкто.1132268 вых импульсов по установочному входу в счетчик 36.Устройство работает следующим образом.Переключатель 27 устанавливают в одно из положений: первое положение 27.1 5 . режим контроля по спаду 1,0; второе положение 27,2 - режим контроля ло фронту 0,1. При установке переключателя 27 в первое иоложение 27,1 - режим контроля по спаду тактовых импульсов;, установке с помощью 1 О задатчика 43 кода признака команды на входах элемента сравнения 42 устанавливают3 код команды, выбранной для контроля.С помощью задатчика 37 кода номера такта на информационных входах счетчика 36 чста навливают в дополнительном коде число, соответствующее выбранному такту в данной команде.В моменты спадов тактовых импульсов, поступающих через вход 11 тактовых синхроим пульсов на вход эмиттерного повторителя 4, через контакты первого положения 27. переключателя 27 на вход элемента ИЛИ - НЕ 30 поступают сигналы "0", на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 30 с элемента НЕ 31 поступает сигнал "Г,25 В момент появления на входе 1 Опризнака выбрайной команды по переднему фронту сигнала с выхода элемента 42 сравнения управляющий триггер 33 устанавливается в положение "1" и в счетчик 36 записывается код номера такта, Сигнал "1" с вьхода триггера 33, поступая на другой вход элемента И - НЕ 32, ,разрешает прохождение сигнала "1" с выхода элемента ИЛИ-НЕ 30 на счетный вход счет.чика 36.35В момент переполнения счетчика 36 на его выходе появляется сигнал, крторый поступает :на синхровходы информационных триггеров 40 и 41, регистрируя на их выходах сигнал, который в этот момент измеряется с помощью 40 контрольного щупа 1. Причем, если измеряемый сигнал соответствует логическому уровню "1"на выходе триггера 41 фиксируется сигнал "0", поступающий на его информационь ный вход с выхода элемента НЕ .26. Сигнал. "0" с выхода триггера 41 цоступаат на сег. мент "1" индикатора 7- загорается цифра 11 1 тНа выходе триггера 40 сигнал "0" регистри.50 руется в случае, если измеряемый сигнал соответствует логическому уровню логического "0"; т. е. при входном напряжении ниже 0,4 В, При этом в индикаторе 7 загорается цифра "О".В момент переполнения счетчика 36его состояние соответствует нулевому, на выходе многовходового элемента И 35 возникает сигнал "1", который поступает на 8один вход элемента И - НЕ 38, на другойвход которого поступает сигнал "1" с выхода элемента 42 сравнения через элемент задержки 34, Сигнал "0" с выходаэлемента И - НЕ 38 обнуляст управляющийтриггер ЗЗ, запрещая прохождение импульсов на счетный вход счетцика 36.При повторном возникновении на входе10 магистрали данных признака заданнойкомандь 1 по переднему фронту сигналас выхода элемента 42 сравнения управляющий триггер ЗЗ устанавливается в полофжение "1"; в счетчике 36 записываетсякод номера такта и работа устройства повторяется.Время задержки т 3 элемента задержки34 выбирасгся исходя из времени т, переключения счетчика 36 и элемента И 35.При этом ттр. Это необходимо длятого, чтобы при возникновении сигнала свыхода элемента 42 сравнения по перед.нему фронту этого сигнала триггер 33 былустановлен в положение "1", а в счетчик 36записалась информация кода номера такта(отличного от нуля),Прц этом сигналом "0" с выхода элементазадержки 34 будет запрещено обнулениетриггера 33. Таким образом, с помощьюданного логического пробника при подключении контрольного щупа 1 к измерительнойцепи контролируемого объекта на индикаторе7 фиксируется состояние данной пепи по окон-чанию данной опарашш в выбранной командев динамическом режиме, что особенно важнопри отладке вычислительных устройств,1в узлах .которых возникают единичные сбоиинформации, зафиксировать которые другимспособом представляет большую сложность,При переводе переключателя 27 во второе поло,каппа 27.2 работа пробника происходит аналогично описанному, только сигналы на счетном входе счетчика 36 возникают в моменты переднего фронта тактовых импульсов на входе 11, При этом сигнал "1" через элемент НЕ 31 и другой вход элелента ИЛИ - НЕ 30 поступает на вход первого элемента И - НВ 32, На индикаторе 7 фиксируется состояние измеряемой цепи до начала данной операции в заданной команде. Таким образом, предлагаемый логический пробник по сравнению с прототипом в режиме .управления может произвести контроль излерительного объекта на фронте или спада тактового импульса данной команды в динами. ческом режиме, что позволяет проанализировать состояние логических блоков до или. пос. ле выполнения операции, т. е. по всей113 268 Составитель И. Помякшева ехред Л.Микеш Корректор О. Билак Редактор С. Тимохина аз 978 одписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 диаграмме работы, а зто позволяет повышатьдостоверность контроля, сократить времянастройки контролируемого объекта, Кроме Тираж 7ВНИИПИ Государственнопо делам изобретений13035, Москва, Ж, Рау того, дацное устройство можно использоватьдля оперативного контроля, так как не требуется дополнительных пунктов. комитета СССР гсткр дийшская наб., д, 4/5