В. Типовые клс в сау, оформлениеих выходов

С помощью интегральных вентилей часто совершают элементарные операции над информацией на периферии САУ перед вводом ее в вычислительное ядро, чтобы умень- шить число линий и разгрузить ядро от рутинных операций. Вспомните, в примере с ро- ботом мы определяли, что кинескоп есть и он годный и что тележка накопителя для вы- грузки присутствует. Если вводить все эти три сигнала в САУ централизованно понадо- бится, по крайней мере шесть линий. Но можно, даже не используя никаких интегральных логических элементов, последовательно соединить нормально открытые контакты конеч- ного выключателя Х1, определяющего, что есть кинескоп, выключателя Х3, фиксирующе- го наличие тележки и нормально закрытый контакт выключателя Х2, фиксирующего брак. Эта цепь окажется замкнутой и будет проводить ток, если есть кинескоп, он не бракован-

ный и есть тележка.

	+

	&

Y=X

_Y=X' Y=X1*X2

Y=X1*X2

&

	1

Y=X1+X2 Y=X1 + X2

Будем считать, чтомы располагаем элементарными знаниямиБулевойалгебры и в курсе промышленной электро- ники уже изучали типовые ком- бинационные логические и по- следовательностные схемы. Здесь мы займемся обобщения-

X Y X1 X2 Y

0 1 0 0 1

X1 X2 Y

0 0 1

X1 X2 Y

0 0 1

X1 X2 Y

0 0 1

ми и повторением полученных ранее знаний применительно к

1 0 0 1 1

0 1 0

0 1 0

0 1 0

1 0 1

1 0 0

1 0 0

1 0 0

их использованию для анализа

1 1 0

1 1 0

1 1 0

1 1 1

а) б)

в) г)

Рис. 2.29.

_д) САУ. На рис. 2.29 приведены примерытиповых логических

элементов. Вверху приведено

обозначение вентилей в отечественной литературе и технической документации, ниже обозначение, встречающееся в зарубежной литературе, еще ниже – контактно-релейный эквивалент вентиля, далее – его логическая функция и, наконец, таблица истинности, опи-

81

сывающая связь входов и выхода. Инверсию на выводе логического элемента обозначают маленьким кружком. На ячейках И, обозначаемых прямоугольником символ «&» допуска- ется не проставлять, символ «1» на ячейках ИЛИ обязателен. Из-за того, что подчеркива- ние достаточно трудно изображается стандартными печатными символами, отрицание да- лее в тексте будем обозначать кавычкой, например Х` - НЕ-Х, как это показано на рис.

2.29 в формуле под инвертором.

В разделах А и В этой главы мы что рассмотрели стандартные выходы КЛС в ТТЛШ и k-МОП вариантах. Но этим не исчерпывается их многообразие.

Выход вентиля - «открытый коллектор». Часто выходы отдельных вентилей подключают параллельно друг другу (рис.2.30). При этом, если хотя бы на одном выходе установлен нуль (выход вентиля открыт), нуль уста- навливается и на общем выходе. Такое соединение называют «монтаж- ным ИЛИ», хотя, строго говоря, формируется операция «И». Очевидно, термин пошел еще с времен релейной логики, когда замкнутыеконтакты считались единицей, а разомкнутые нулем, т.е. за логическую единицу

1

1

Рис. 2.30.

VT

принимался физический нуль (отсутствие падения напряжения). Если подобным образом соединить выходы обычных элементов, параллельно окажутся включенными верхние транзисторы выходных каскадов ячеек. Но если на выходе какого-либо элемента «1», этот транзистор открыт и при появлении нуля на выходе другого элемента через два последова- тельно включенных транзистора начнет протекать чрезмерно большой ток, который выведет открытые выходные транзисторы из строя.

Для параллельного подключения выходов существуют вентили с открытым коллектором. В них на выходе существует лишь один транзи- стор, коллектор которого подключен в выводу элемента и более никуда. Отбросьте в схеме на рис. 2.27 резистор R2 и получится то, о чем идет речь. Вентили с открытым коллектором обладают в полтора – два раза

меньшим быстродействием, поэтому не применяйте их необоснованно.

Тристабильный выход. Этот выход приспособлен для организации подключения к общей шине. Мы вновь обращаемся к проблеме параллельного подключения нескольких выводов к одному проводу, однако, цель подключения другая. Элементы поочередно должныработатьс шиной, когдаим это разрешено. Такподключеныячейки памятикши- не данных и другие элементы шинной архитектуры, являющейся основой современных компьютеров.

Обозначение и функциональная схема тристабильного элемента приведены на рис. 2.31,а) и б) соответственно. Тристабильный элемент имеет три вывода: вход, выход и управляющий вход. Выход тристабильного элемента может быть в

состояниях «нуль», «единица» и «разомкнуто». Это третье состоя- ние возникает, когда «контакт» в функциональной схеме на рис.

а) б)

Рис. 2.31.

31. ,б) разомкнут. Это состояние называют также «высокоимпе-

дансным», т.е. в нем выход имеет высокое (несколько мегаОм и

даже десятков мегаОм у k-МОП схем) сопротивление, как на шину питания, так и на зем- лю. Для краткости это состояние называют также Z-состоянием.

Тристабильные элементы применяют обычно в составе выходных каскадов инте- гральных схем (ИС). Далее мы с такими схемами, широко применяемыми в САУ.

Выпускаются логические вентили как ИС малой и средней степени интеграции. При этом в одном корпусе компонуется несколько вентилей, обычно однотипных. Напри- мер, 4-2И-НЕ – это 14-и выводная ИС, содержащая 4 двух входовых вентиля И-НЕ (4х3 плюс два вывода питания). Обозначается она К1533ЛА3 или К1554ЛА3 – тип корпуса К, номер серии (ТТЛШ или k-МОП), функциональное обозначение ЛА3.

Выпускается целый ряд специализированных КЛС, выполняющих те или иные ши- роко распространенные функции.

Буферы служат для усиления входных или выходных сигналов и подключения к шинам. Однонаправленный буфер АП5 выпускается в сериях 1533 и 1554 и представляет

из себя две раздельно управляемых четверки триггеров

in 1

	in	BF	out
	2		2
	3		3
	4		4
	OE
	1		1
	2		2
	3		3
	4		4
	OE

2

3

4

_а) OE

out 1

2

3

4

б)

Шмидта с тристабильным выходом и повышенной на- грузочной способностью. На рис. 2.32,а) приведено сим- вольное обозначение в принципиальных электрических схемах, а на рис. 2.32,б) – функциональная схема одной четверки. Триггер Шмидта служит для очистки сигнала от помех и защиты от ложных переключений. Он имеет порог переключения из нуля в единицу больший, чем из единицы в нуль. Приподаче на вывод ОЕ (Output Enable,

Рис. 2.32.

	A	BF	B
	0		0
	1		1
	2		2
	3		3
	4		4
	5		5
	6		6
	7		7
	T OE

Рис. 2.33.

разрешение выхода) активного низкого уровня на выхо- дах out устанавливаются уровни, соответствующие входным. Если уровень на выводе ОЕ высокий, на выходах – Z-состояние. Схема упакована в 20-и выводном корпусе (16 входов-выходов, 2 разрешения и два питания).

На рис. 2.33 показан двунаправленный буфер АП6. При высоком уровне на выводе ОЕ стороны А и В разорваны. При по- даче на вывод ОЕ активного низкого уровня стороны А и В со- единяются, причем направление передачи сигнала зависит от со- стояние выводаТ. Если нанемвысокий уровень, сигнал передает- ся от А к В, иначе, наоборот, от В к А. Схема также упакована в 20- и выводном корпусе

Дешифратор 3х8 ИД7 приполученииразрешения устанавливаетв низкийуровень тот из восьми своих выходов, номер которого соответствует двоич- ному числу, пришедшему на адресные входы. Схемотехническое обозначение приведено на рис. 2.34. Мы уже сталкивались с де- шифратором 4х16 (ИД3) при изучении нашего робота для перегруз- ки кинескопов. Но там применение дешифратора было не совсем типовым. Чаще в их применяют в качестве дешифраторов памяти. Адресные входы присоединяются к шине адресов микропроцессора или микроконтроллера. При обращении к памяти дешифратор вы-

	A 0 1 2	MS	0 1 2 3 4 5 6 7
	V

Рис. 2.34.

бирает своим активным выводом то устройство, адрес которого вы-

ставлен на шине адресов и переводит его в активное состояние. ИС выпускается в ТТЛШ и k-МОП серии.

Вопросы к экзамену.

1. Транзисторно-транзисторная логика ТТЛ и транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки.

2. МОП-логика.

3. Типовые КЛС в САУ, оформление их выходов.

4. Однонаправленные и двунаправленные буферы, назначение, технологические и схе- мотехнические решения.

5. Дешифраторы, примеры применения в САУ.