МИНИСТЕРСТВО оБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Московский государственный институт электроники и математики (Технический университет) лекции
по дисциплине: «Схемотехника»
за первый (пятый) семестр.
Москва 2005
Лекция 1
Введение
Схемотехника – это предмет, изучающий элементы и блоки ЭВМ и методы их проектирования (элементы - это логическое проектирование, блоки – функциональные схемы).
Поколения ЭВМ:
0 – электромеханическое реле
I – ламповые
II – транзисторные
III – ИС
IV – БИС (103 – 104 логических элементов)
V – СБИС (105 – 106 логических элементов)
Элементом называется минимальная микросхема по которым разбивается компьютер при логическом проектировании.
Блоки – функционально законченные схемы, которые выполняют более сложные операции и функции (прим.: процессор, дешифратор, мультиплексор).
Элементы делятся на
Логические – выполняют простейшие операции И, ИЛИ, И-НЕ и т.д.
Запоминающие – простейшие элементы компьютерной памяти – хранят 1 бит информации.
Специальные – усилитель, формирователь.
Логические элементы.
Логические элементы (ЛЭ) бывают:
Потенциальные. В них информация кодируется уровнями сигналов. Это уровни напряжения.
Импульсные. В них информация кодируется отсутствием или наличием импульса.
Потенциально-импульсные.
Логика ЛЭ может быть:
Положительная Л+
Отрицательная Л-
Система простейших логических элементов.
Первое правило функциональной интеграции: если области разных элементов (компонентов) имеют одинаковый потенциал и тип, то эти области могут быть объединены в одну.
логическое И (конъюнкция).
Логика – Л+
Таблица истинности:
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
Обозначение схемы:
Схема:
Математическая модель:
Работа схемы:
На входе 00
UA = UB = U0
D1, D2 – открыты
Uвых = E-IR
На выходе 0
На входе 01
UA = U0
UB = U1
D2 – закрыт
D1 - открыт
Uвых = E-IR
На выходе 0
На входе 10
D1 – закрыт
D2 - открыт
UA = U1
UB = U0
Uвых = E-IR
На выходе 0
На входе 11
D1, D2 – закрыты
UA = UB = U1
Uвых = E (если нагрузка = 0)
На выходе 1
Вывод: диодная сборка с резистивной нагрузкой с объединенными р-областями диодов выполняет функцию логического умножения положительной логики.
логическое ИЛИ (дизъюнкция).
Логика – Л+
Таблица истинности:
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Обозначение схемы:
Схема:
Математическая модель:
Работа схемы:
На входе 00
UA = UB = U0
D1, D2 – закрыты
Uвых = 0 ( Uвых = 0 + IR (I -> 0) )
На выходе 0
На входе 01
UA = U0
UB = U1
D1 – закрыт
D2 - открыт
Uвых = IR
На выходе 1
На входе 10
D1 – открыт
D2 - закрыт
UA = U1
UB = U0
Uвых = IR
На выходе 1
На входе 11
D1, D2 – открыты
UA = UB = U1
Uвых = IR
На выходе 1
Лекция 2