- •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.
2.2.2. Інтегральна інжекційна логіка ( л). Елемент не – чи.
Схемотехніку Л використовують для побудови мікропроцесорних і запам’ятовуючих великих інтегральних схем (ВІС) серії К582,К583, К584 та інш.
Схема логічного елемента НЕ-ЧИ з використанням інтегральної інжекційної логіки показана на Мал.2.7. Схема вміщує :
- VT1,VT2 – інжекційні транзистори увімкнені за схемою зі спільною базою;
- VT3, VT4 – багатоколектодні транзистори, увімкнені за схемою зі спільним емітером;
- R – резистор обмеження електричного струму. Встановлюється зовні
від елемента.
Емітери VT1,VT2 називають інжекторами, а їх струм – інжекційним. Кожний з транзисторів VT1,VT2 разом з джерелом живлення + UCC та резистором R живлять індивідуально входи транзисторів VT3, VT4. Вхідні сигнали X1 , X2 подаються на бази транзисторів VT3, VT4 які відповідно перемикаються і формують вихідний сигнал
F = (заперечення диз’юнкції).
На вільних виходах транзисторів VT3, VT4 реалізується інверсія окремої вхідної змінної 1 , 2 , а на з’єднаних колекторах VT3, VT4 виконується логічна операція НЕ-ЧИ.
Елементи інтегральної інжекційної логіки безрезисторні, швидкодіючі (затримка поширення сигналу приблизно 5-10 нс), споживають малу потужність до 20 мкВт, технологічні у виготовленні, мають невелику вартість.
2.2.3. Транзисторно – транзисторні логічні елементи (ттл).
Елементи ТТЛ з’явилися у результаті розвитку схем ДТЛ . Головною особливістю елементів ТТЛ є використання на вході багатоемітерного транзистора (БЕТ) для реалізації операції І. Кожен емітер БЕТ (їх може бути до 8 і більше) використовують як логічний вхід.
Промисловість випускає такі серії мікросхем:
- стандартної середньої швидкодії (ТТЛ) – К133, К155, швидкодіючі – К130, К131, К599 і малопотужні – К134, К158;
- стандартні швидкодіючі (ТТЛШ) – К530, К531 і малопотужні – К533, К555;
- надшвидкодіючі (ТТЛШ) –КР1530(тип AS), високої швидкодії – КР1531(тип FAST) і малопотужні – КР1533(типALS).
У мікросхемах серій К533, К555, КР1531, КР1533 замість транзисторів БЕТ на входи знову поставили діодні схеми збігу, проте назва схемотехніки ТТЛШ залишилась.
Елемент не – і з простим інвертором.
Схема простого елемента (Мал.2.8) містить багатоемітерний транзистор VT1 на емітери якого подаються вхідні сигнали X1 , X2 , а колектор підключено до бази
інвертуючого транзистора VT2. Резистори R1, R2 обмежують електричний струм в колі бази і колі колектора, відповідно. Вихідний сигнал F знімається з колектора VT2. Вхідні сигнали X1 , X2 надходять на емітери транзистора VT1, який виконує логічну операцію І.
При відсутності вхідних сигналів X1 , X2 (низький рівень) транзистор VT1 відкритий, аVT2 - закритий. Вихідний сигнал F має високий рівень, що відповідає лог.1. При надходженні одного з сигналів X1 або X2 режим роботи транзисторів не змінюється. Тільки при надходженні двох сигналів X1 , X2 одночасно транзистор VT1 закривається, а VT2 відкривається і вихідний сигнал F різко зменшується до рівня лог.0. Елемент НЕ-І з простим інвертором виконує логічну операцію
F = (заперечення кон’юнкції).