
- •Методична розробка (конспект лекцій)
- •1.1. Інформаційні основи цифрової схемотехніки та інформаційні міри.
- •Інформатика, інформація, сигнали та їхнє представлення.
- •Інформаційні міри.
- •1.2.Системи числення і кодування чисел.
- •1.2.1. Принципи побудови систем числення.
- •1.2.2. Переведення чисел з однієї системи числення в іншу.
- •1.2.3. Спеціальні системи числення.
- •1.2.4. Кодування від’ємних чисел.
- •1.3.Арифметичні операції з числами.
- •1.3.2. Арифметичні операції множення та ділення.
- •1.4. Логічні основи цифрової схемотехніки.
- •1.4.1. Булева алгебра.
- •1.4.2. Основні булеві (перемикальні) функції.
- •1.4.3. Закони, властивості й тотожності.
- •1.4.4. Аналітичне представлення булевих функцій.
- •1.4.5. Мінімізація булевих функцій.
- •Правила мінімізації
- •1.5. Основні характеристики цифрових мікросхем.
- •1.5.1. Поняття елементів, вузлів і пристроїв.
- •1.5.2. Характеристики логічних елементів.
- •1.5.3. Маркування логічних елементів.
- •2.1. Діодні і діодно-транзисторні логічні елементи.
- •2.1.1. Загальні відомості.
- •2.1.2. Діодні логічні елементи. Діодний елемент чи.
- •Діодний елемент і
- •2.1.3. Діодно – транзисторні логічні елементи (дтл). Діодно - транзисторний елемент не.
- •Діодно – транзисторний елемент не – чи.
- •2.2. Транзисторні логічні елементи.
- •2.2.1. Транзисторна логіка (тл).
- •2.2.2. Інтегральна інжекційна логіка ( л). Елемент не – чи.
- •2.2.3. Транзисторно – транзисторні логічні елементи (ттл).
- •Елемент не – і з простим інвертором.
- •2.2.4. Принцип роботи транзисторів Шотки.
- •2.2.5. Логічні елементи емітерно – зв’язкової логіки (езл).
- •2.2.6. Логічні елементи на мон – та мен – транзисторах.
- •2.3. Імпульсна і потенціально – імпульсна системи елементів.
- •2.3.1. Імпульсна система елементів.
- •2.3.2. Потенціально – імпульсна система елементів.
- •2.4. Магнітна схемотехніка.
- •2.4.1.Магнітні схеми на кільцевих осердях.
- •2.4.2. Магнітні елементи із складним магнітопроводом.
- •2.4.3.Поняття про кріоелектронні магнітні елементи.
- •2.5. Тригери.
- •2.5.1. Загальні відомості.
- •2.5.2. Асинхронні та синхронні rs- тригери. Асинхронні rs- тригери.
- •Синхронні rs- тригери.
- •Двоступеневі rs- тригери.
- •3. Накопичувальні і комбінаційні вузли цифрової
- •3.1.Регістри.
- •3.1.1.Загальна характеристика регістрів.
- •3.1.2.Однофазний і парафазний спосіб записування інформації.
- •3.1.3.Мікрооперації в регістрах. Логічні мікрооперації.
- •Мікрооперації зсуву.
- •3.2. Лічильники.
- •3.2.1.Загальна характеристика лічильників.
- •3.2.2. Двійкові лічильники.
- •3.2.3.Двійково – десяткові лічильники.
- •3.3. Дешифратори і шифратори.
- •3.3.2.Основи побудови дешифраторів. Лінійні дешифратори на два входи і чотири виходи.
- •Пірамідальні дешифратори.
- •Прямокутні дешифратори.
- •3.3.3. Загальні відомості про шифратори.
- •3.3.4. Каскадування шифраторів.
- •3.4. Мультиплексори і демультиплексори.
- •Мультиплексори. Загальна характеристика мультиплексорів.
- •Каскадування мультиплексорів.
- •Мультиплексування шин.
- •3.4.2. Демультиплексори. Загальна характеристика демультиплексорів.
- •Каскадування демультиплексорів.
- •Демультиплексування шин.
- •3.5. Схеми порівняння і контролю.
- •3.5.1.Схеми порівняння. Загальні відомості.
- •Схеми порівняння слів з константою.
- •Схеми порівняння двійкових слів а і в.
- •3.5.2. Схеми контролю парності.
- •3.6. Перетворювачі кодів.
- •Перетворювач прямого коду в обернений.
- •Перетворювач двійково-десяткових чисел в код семисегментного індикатора.
- •3.7. Двійкові суматори.
- •3.7.1. Загальна характеристика суматорів.
- •3.7.2.Однрозрядні суматори.
- •3.7.3.Багаторозрядні суматори.
- •4. Цифро – аналогові та аналого – цифрові перетворювачі.
- •4.1. Елементи цап і ацп.
- •4.1.1. Загальні відомості про перетворювачі інформації.
- •4.2.2. Основні елементи цап і ацп. Електронні ключі.
- •Генератор прямокутних імпульсів.
- •Генератор пилоподібної напруги.
- •4.2 Цифро – аналогові перетворювачі.
- •4.2.1.Загальна характеристика цап.
- •4.2.2.Основні схеми цап.
- •4.2.3.Основні параметри і характеристики цап.
- •4.3. Аналого – цифрові перетворювачі інформації.
- •4.3.1. Загальна характеристика ацп.
- •4.3.2.Основні схеми ацп. Компаратор.
- •Ацп послідовної лічби.
- •Ацп паралельної дії.
- •Ацп «Напруга – код».
- •Ацп «Частота - код».
- •4.3.3. Основні параметри і характеристики ацп.
Діодно – транзисторний елемент не – чи.
У цих елементах операції диз’юнкції і кон’юнкції реалізуються за допомогою діод- них схем. А операцію заперечення виконує інвертор на основі транзисторного ключа VT1.
Схема логічного елемента НЕ-ЧИ на два входи, таблиця істинності, часові діаграми та умовні позначення елемента показані на Мал.2.4. Схема включає: VD1, VD2- діодний елемент ЧИ ; VD3, VD4- зміщувальні діоди; RЗМ- зміщувальний резистор. Призначення решти елементів аналогічне попередній схемі. З таблиці істинності очевидно, що елемент виконує функцію НЕ-ЧИ, яка має вираз
F = (заперечення диз’юнкції).
При відсутності вхідних сигналів X1, X2 транзистор VT1 закритий завдяки резистору RЗМ .На виході елемента F формується вихідний сигнал високого рівня (лог.1). При надходженні хоча б одного вхідного сигналу X1 або X2 (або двох сигналів відразу) він поступає через діоди VD1(VD2), VD3, VD4 на базу транзистора і VT1 відкривається. Вихідний сигнал F різко зменшується, майже до нуля, що відповідає лог.0. Сполучення вхідних X1, X2 та вихідного F сигналів відображено на часовій діаграмі. Таким чином, діоди VD1 та VD2 виконують функцію ЧИ, а транзистор VT1 виконує функцію НЕ.
Діодно – транзисторний елемент НЕ – І.
Схема логічного елемента НЕ-І на два входи, таблиця істинності, часові діаграми та умовні позначення елемента показані на Мал.2.5. Схема включає: логічний елемент І на діодах VD1,VD2; інвертор на транзисторі VT1; резистори R1 та RЗМ які виконують роль подільника напруги. При відсутності вхідних сигналів X1, X2 або одного з них протікає електричний струм: + UCC; R1; VD1,VD2; джерела X1, X2; маса. Транзистор VT1закритий сигнал на виході F має високий рівень лог.1. При одночасному надходженні сигналів X1, X2 обидва діоди VD1,VD2 закриваються і електричний струм протікає по ланцюгу: + UCC; R1; VD3 і VD4; RЗМ; база VT1;маса. Транзистор відкривається і на виході F рівень напруги різко зменшується до лог.0. Сполучення вхідних X1, X2 та вихідного F сигналів відображено на часовій діаграмі. Логічний елемент реалізує булеву функцію
F
=
(заперечення кон’юнкції).
2.2. Транзисторні логічні елементи.
2.2.1. Транзисторна логіка (тл).
Елемент НЕ – ЧИ.
Схема логічного елемента НЕ-ЧИ та його умовне позначення зображені на Мал.2.6. Схема включає:
+ UCC – джерело живлення;
VT1, VT2 - транзистори;
- RК - обмежувальний резистор в колі колекторів;
- RБ1, RБ2 - обмежувальні резистори в колах баз.
Елементи ТЛ будують паралельним підключенням колекторів транзисторів до спільного резистора RК . Вихідна напруга знімається з об’єднаних колекторів. Якщо на входах елемента відсутні сигнали X1 , X2 , то транзистори VT1, VT2 закриті і електричний струм через них не протікає. Сигнал F на виході елемента має високий рівень лог.1. Якщо на вхід елемента надходить хоча б один сигнал X1 ( X2 ) або обидва сигнали одночасно, відповідний транзистор VT1(VT2) відкривається і електричний струм від + UCC через резистор RК та транзистор протікає на масу. На виході елемента сигнал F різко зменшується до лог.0. Логіка роботи елемента аналогічна зображеній на Мал.2.4. Елемент реалізує функцію
F = (заперечення диз’юнкції).
В елементах ТЛБЗ резистори RБ1, RБ2 відсутні, вхідні сигнали подається безпосередньо на бази транзисторів VT1, VT2.
В елементах ТЛРКЗ для прискорення перехідних процесів паралельно резисторам RБ1, RБ2 підключаються ємності СБ .