
- •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.
Каскадування демультиплексорів.
Каскадування
демультиплексорів дозволяє реалізувати
комутацію одного вхідного сигналу на
довільне число вихідних ліній на базі
серійних мікросхем меншої розрядності.
Припустимо, що необхідно реалізувати
демультиплексування вхідного сигналу
на n
вихідних ліній, що визначаються m
– розрядним адресним кодом, на базі
типових мікросхем меншої розрядності
виду “ 1
n
” .
Для цього потрібно використати L = n / n демультиплексорів з числом адресних входів m = log n кожен. Число старших адресних розрядів, що
дорівнює різниці m - m використовується додатковим ”ведучим” демультиплексором, який розташовується у першому рівні схеми каскадування (Мал.3.53). Ведучий демультиплексор визначає почергове увімкнення одного з демультиплексорів другого рівня. Каскадування демультиплексорів виду
“ 1
4
”
побудови комутатора “
1
16
”
показано на Мал. 3.53. Нехай, для схеми
адресний код дорівнює А3
А2
А1А0
=
1010 і значення вхідного сигналу D
= 1. Тоді на виході ведучого демультиплексора
D
2
=
А
D
= 1, а на інших виходах встановлюються
нульові значення. Одиничне значення
сигналу D
2
передається на вихід Х10
,
відповідно до адреси А
=10,
веденого демультиплексора згідно зі
співвідношенням
Х10 = А D 2 = А А = D.
Таким чином, вхідний сигнал D підключається до виходу Х10. (Розібрати приклади для адрес: 1111; 1101; 1001; 1100; 0011; 0001 та ін.).
Демультиплексори не випускають як самостійні вироби на інтегральних мікросхемах. Функцію демультиплексора звичайно реалізують на дешифраторах, що мають входи стробування (дешифратори - демультиплексори).
Демультиплексування шин.
Під демультиплексуванням шин розуміється почергове перемикання груп ліній від одного джерела інформації до багатьох приймачів. Такі мікроорперації реалізуються на основі демультиплексорів одиночних ліній. При виборі кількості і типу демультиплексорів враховують:
число шин, які комутуються дорівнює , де m – довжина адресного коду;
кількість демультиплексорів, які використовуються, визначається розрядністю n шин, які демультиплексуються;
адресні входи всіх демультиплексорів паралельно об’єднуються.
Схема демультиплексора вхідної шини D(n) на чотири вихідні шини X(n), Y(n), Z(n), S(n) показана на Мал. 3.54. Логіка роботи може бути записана наступним чином: S2 = A1A0D2; Z2 = A1 0 D2; Y2 = 1A0 D2; X2 = 1 2 D2. (Розібрати приклади для інших адрес А1 А0). Таким чином, вхідна шина D(n) може бути підключена до вихідних шин X(n), Y(n), Z(n), S(n) відповідно до заданої адреси.
3.5. Схеми порівняння і контролю.
3.5.1.Схеми порівняння. Загальні відомості.
Схемою порівняння (компаратором) називається функціональний вузол,
призначений для вироблення ознак відношень між двійковими словами (числами).
Ознаки відношень записуються у вигляді:
Fi : = A* K або Fi, А*К або FА*К ;
Fi : = A* B або Fi, A*B або FA*B , де А і В – двійкові або двійково –
десяткові числа; К – двійкова константа; i – номер відношення (часто
пропускається);
* - операція відношення вигляду = ;
;
< ; > ;
;
і
т. ін. ; Fi
– функція, що задає результат відношення:
лог. 1 – якщо відношення виконується,
тобто істинне, лог. 0 – якщо відношення
не виконується, тобто помилкове. Функція
компаратора позначається літерами СОМР
(соmparator)
або знаками = =
Основними відношеннями вважаються : «рівне» FA=B , «більше» FA>B та «менше» FA< B . Часто схеми, що реалізують відношення FA>B або FA< B
називають схемами порівняння «на більше» або «на менше». Маючи основні ознаки відношень, можна отримати ряд додаткових ознак, наприклад:
FA B = A=B ; FA B = A>B ; FA B = FA=B \/ FA< B .
Ознаки відношення використовуються як логічні умови (повідомляючи сигнали) в командах передачі керування, а також у пристроях контролю і діагностики. На практиці бувають випадки коли потрібно порівняти слово з константою або порівняти два слова між собою. Для цього використовуються різні логічні схеми.