11. Логические цифровые устройства на интегральных схемах.

1. Логические цифровые устройства на интегральных схемах.

Техническая реализация логической функции предпо­лагает построение цифрового устройства, сигналы на вы­ходе которого определяются сигналами на его входах в соответствии с этой функцией. Для построения цифрового устройства достаточно иметь элементы, реализующие три основные логические операции И, ИЛИ и НЕ. На прак­тике также используют элементы, выполняющие другие простейшие логические операции. Такие элементы назы­вают логическими. Если соединить логические элементы в соответ­ствии со структурой выражения для логической функции, то получим цифровое устройство, реализующее заданную логическую функцию. Логический элемент может быть реализован в виде интегральной схемы. Часто интегральная схема содержит несколько логических элементов.

1.По условию работы устройства определяется, что именно должно делать устройство, и уточняется ал­горитм его работы.

2.Составляется таблица истинности для логической функции, реализуемой устройством.

3.Составляется логическая функция и проводится ее минимизация.

4.Разрабатывается схема проектируемого устройства.

Особенности построения логических устройств:

Обычно при построении логических устройств, с целью сокращения номенклатуры используемых логических эле­ментов, используют либо два элемента, выполняющие операции И-НЕ и ИЛИ-НЕ, либо только один из этих элементов.

Р еализация логических функций

Техническая реализация логической функции предпо­лагает построение цифрового устройства, сигналы на вы­ходе которого определяются сигналами на его входах в соответствии с этой функцией. Для построения цифрового устройства достаточно иметь элементы, реализующие три основные логические операции И, ИЛИ и НЕ. На прак­тике также используют элементы, выполняющие другие простейшие логические операции. Такие элементы назы­вают логическими. Их называют также логическими вен­тилями. Если соединить логические элементы в соответ­ствии со структурой выражения для логической функции, то получим цифровое устройство, реализующее заданную логическую функцию Логический элемент может быть реализован в виде интегральной схемы. Часто интегральная схема содержит несколько логических элементов.

На рис. 3.34 приведены примеры условных графичес­ких обозначений некоторых логических элементов, буле­во выражение реализуемой логической функции и их таб­лицы истинности.

При проектировании цифрового устройства рекомендуется поступать следующим образом:

1. По условию работы устройства определяется, что именно должно делать устройство, и уточняется ал­горитм его работы.

2. Составляется таблица истинности для логической функции, реализуемой устройством.

3. Составляется логическая функция и проводится ее минимизация.

4. Разрабатывается схема проектируемого устройства.

ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ Классификация и основные параметры

В настоящее время наиболее широко используются следующие логики: транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ), транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки (ТТЛШ), логика на основе комплементарных ключей (КМОП), эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ). Логические элементы и другие цифровые электронные устройства выпускаются в составе серий микросхем. Се­рия микросхем — это совокупность микросхем, характе­ризуемых общими технологическими и схемотехнически­ми решениями, а также уровнями электрических сигналов и напряжения питания.

Шифраторы, дешифраторы и преобразователи кодов. Шифратор — это комбинационное устройство, преоб­разующее десятичные числа в двоичную систему счисле­ния, причем каждому входу может быть поставлено в соот­ветствие десятичное число, а набор выходных логических сигналов соответствует определенному двоичному коду

Основное назначение шифратора — преобразование номера источника сигнала в код (например, номера нажа­той кнопки некоторой клавиатуры).

ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ АЛУ

В настоящее время практически все АЛУ выполняются в интегральном ис­полнении и промышленностью выпускаются различные серии соответствую­щих ИС.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

Логические устройства могут быть классифицированы по разным признакам. Они подразделяются на последовательные, параллельные последовательно-параллельные (смешанные). Ь Последовательным называется устройство, в которое входные временные подаются на вход, а выходные переменные снимаются с выхода не одновременно, а последовательно.

Параллельным называется устройство, в котором все разряды переменных подаются на вход, и все разряды выходных времённых снимаются с выхода одновременно. В последовательно-параллельных устройствах входные и выходные переменные представлены в различных формах. Либо на переменные подаются последовательно символ за символом, а с выхода они снимаются одновременно, либо наоборот.