Основы микроэлектроники.

1.Сигналы аналоговые и цифровые. Серии интегральных схем. Триггер, как элемент памяти. Асинхронный и синхронный rs-триггер.

В зависимости от функционального назначения интегральные микросхемы делятся на аналоговые и цифровые. Аналоговые микросхемы предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции. С помощью цифровых микросхем преобразуются, обрабатываются сигналы, изменяющиеся по закону дискретной функции. Частным случаем цифровых микросхем являются логические микросхемы, выполняющие операции с двоичным кодом, которые описываются законами логической алгебры.

Цифровые интегральные микросхемы предназначены для обработки и хранения информации, представленной в виде двоичных чисел. Выпускаются ИМС сериями.

Серия ИС – группа ИС, которые функционально и конструктивно совместимы между собой.

Триггеры представляют собой простейшие устройства последовательного типа. Они широко используются как в виде самостоятельных элементов, так и в качестве базовых при построении счетчиков, регистров, запоминающих устройств.

Триггер - это элемент памяти с двумя устойчивыми состояниями, которым соответствуют логические О и 1 на выходах. При изменении входных сигналов триггер скачком переходит из одного состояния в другое и остается в этом состоянии после прекращения действия входных сигналов. Триггер, таким образом, является ячейкой памяти одного разряда двоичного числа - 1 бита.

По способу ввода информации триггеры делятся на асинхронные и синхронные. У асинхронных триггеров имеются только информационные входы. Они срабатывают непосредственно при изменении сигналов на входах. Для синхронных триггеров изменения входных сигналов еще недостаточно для переключения. Необходим дополнительный импульс, который подается на тактовый вход. Таким образом, информация на выходах триггера обновляется в дискретные моменты времени. Синхронизация обеспечивает привязку сигналов ко времени и объединяет в общем ритме работу многих узлов аппаратуры. Синхронные триггеры в сравнении с асинхронными обладают более высокой помехоустойчивостью

RS-триггеры. Я вляются наиболее простыми асинхронными триггерами. Представляют собой симметричную схему из двух логических элементов ИЛИ-НЕ либо И-НЕ, охваченных перекрестными положительными обратными связями. На рис. 1 дана схема RS - триггера на элементах ИЛИ-НЕ и его условное обозначение. Он имеет два раздельных входа: S - установка /set/ и R - сброс /reset/. Q - прямой выход, Q - инверсный выход. Триггер является статическим и переключается уровнями логической 1 на соответствующих входах. Работа триггера описывается таблицей истинности: состояния выходных сигналов являются функциями входных, они определяются логикой работы элементов триггера и характером связи.

р ис.1 Q R & Q

Н а рис.2 приведена схема RS - триггера на элементах И-НЕ и его условное обозначение. В отличие от предыдущего случая триггер переключается уровнями логического 0 на соответствующих входах, поэтому его еще называют триггером с инверсными входами. Состояние триггера описывается таблицей 2. Легко видеть, что значения величин в таблице.2 противоположны значениям в таблице.1.

В схемах цифровой техники асинхронные RS - триггеры используются чаще всего в качестве переключателей, а также для защиты от дребезга контактов в клавиатуре.