- •Основы теории цифровых устройств и цифровые интегральные схемы
- •Содержание
- •1 Основы теории цифровых устройств…………………….…11
- •4 Цифровые интегральные микросхемы….…………….……63
- •22 Жидкокристаллические знакосинтезирующие
- •Сокращения и мнемонические обозначения
- •Предисловие
- •1 Основы теории цифровых устройств
- •1.1 Классификация
- •1.2 Система обозначений ис
- •1.3 Основные характеристики логических элементов
- •2 Арифметические оcновы цифровых устройств
- •2.1 Позиционная система счисления
- •Метод деления / умножения
- •Метод вычитания
- •2.3 Формы представления чисел в цифровых устройствах
- •Представление чисел с плавающей точкой
- •2.4 Двоичная арифметика
- •Сложение и вычитание двоично-десятичных чисел
- •2.5 Кодирование отрицательных чисел
- •2.6 Умножение и деление двоичных чисел
- •3 Логические основы цифровых устройств
- •3.2 Основные законы алгебры логики
- •3.3 Элементарные логические функции
- •3.4 Представление переключательных функций
- •3.5 Функционально полные системы переключательных
- •3.6 Минимизация переключательных функций
- •3.6.1 Минимизация логических функций методом Квайна
- •3.6.2 Минимизация логических функций с помощью карт Карно
- •4 Цифровые интегральные микросхемы
- •4.1 Базовый логический элемент ттл
- •4.2 Логические элементы или-не
- •4.3 Логические элементы с открытым коллектором и
- •4.4 Разветвление и объединение выходов и входов
- •4.5 Триггер Шмитта
- •4.6 Рекомендации по применению логических элементов ттл
- •5 Микросхемы ттл с транзисторами шоттки
- •5.1 Введение
- •5.2 Транзисторы с диодами Шоттки
- •5.3 Базовый логический элемент ис к533
- •5.4 Быстродействующие ттлш ис к530
- •5.5 Базовый логический элемент ис к1533
- •6 Цифровые микросхемы с кмоп-транзисторами
- •6.1 Общие сведения
- •6.2 Инвертор кмоп
- •А − упрощенная схема; б − полная схема с защитными и паразитными диодами
- •6.3 Буферный каскад
- •6.4 Основные характеристики инвертора
- •6.5 Тактируемый двунаправленный ключ
- •6.6 Логические элементы кмоп типа и-не, или-не
- •6.7 Разновидности простых лэ кмоп На основе базовых лэ спроектированы все микросхемы, входящие в состав серий кмоп: 561, к561, 564, 564в, к564, н564, кр1561, 1564.
- •6.8 Рекомендации по применению ис кмоп
- •7 Интегральные схемы эсл
- •7.1 Общие сведения
- •7.2 Базовый логический элемент ис к1500
- •7.3 Особенности применения эсл
- •8 Интегральные схемы на основе арсенида галия
- •8.1 Общие сведения
- •8.2 Базовый лэ сверхбыстродействующих ис к6500
- •8.3 Логические элементы, регистры, счетчики
- •9 Шифраторы
- •10 Дешифраторы
- •10.1 Линейные дешифраторы
- •10.2 Ступенчатые дешифраторы
- •Реализация функции
- •10.3 Дешифраторы-демультиплексоры ттл
- •11 Мультиплексоры
- •11.1 Назначение и принцип работы
- •11.2 Мультиплексоры ттл
- •11.3 Наращивание разрядности мультиплексоров
- •11.5 Синтез комбинационных схем на мультиплексорах
- •12 Арифметические устройства
- •12.1 Комбинационные двоичные сумматоры
- •13 Схемы сравнения цифровых кодов
- •13.1 Общие положения
- •13.2 Цифровые компараторы и их применение
- •Компаратора
- •14 Преобразователи кодов
- •14.2 Преобразователи кода для неполных матричных
- •15 Триггеры
- •15.1 Общие положения
- •15.2 Классификация триггеров
- •15.3 Триггерная ячейка r-s -типа
- •15.4 Асинхронные rs-триггеры на логических элементах и-не
- •15.5 Синхронные одноступенчатые триггеры
- •Микросхема к564 тм3
- •15.8 Счетные триггеры
- •Как самостоятельные изделия двухступенчатые синхронные триггеры не выпускаются, но они являются базой для построения счетных т-триггеров и универсальных jk - триггеров.
- •15.9 Универсальные jk-триггеры
- •А − jk − триггера; б − функциональное обозначение
- •16 Регистры
- •16.1 Параллельные регистры
- •16.2 Сдвигающие регистры
- •16.2.1 Последовательный регистр сдвига вправо
- •Регистра при сдвиге вправо
- •16.2.2 Реверсивный регистр
- •16.3 Кольцевые регистры-счетчики
- •16.3.1 Кольцевой регистр сдвига единицы
- •16.3.2 Кольцевой счетчик
- •17 Счетчики
- •17.1 Двоичные суммирующие счетчики с последовательным
- •17.3 Двоичные счетчики с параллельным переносом
- •17.4 Реверсивный двоичный счетчик
- •17.5 Десятичный счетчик
- •Счетчика
- •17.6 Типовые счетчики
- •17.6.2 Синхронные счетчики
- •17.6.3 Реверсивные счетчики
- •18 Программируемые делители
- •18.1 Программируемые делители с предварительной установкой
- •18.2 Программируемый делитель на к561ие15
- •19 Газоразрядные индикаторы
- •Напряжение зажигания, в…...............................170
- •20 Полупроводниковые индикаторы
- •20.1 Общие сведения
- •20.2 Управление единичными и шкальными индикаторами
- •А − ис155ид12; б − условное изображение
- •20.3 Одноразрядные знакосинтезирующие индикаторы
- •20.4 Полупроводниковые многоразрядные индикаторы
- •Индикаторов
- •20.4.1 Мультиплексная индикация
- •20.5 Матричные индикаторы
- •20.5.1 Управление матричными индикаторами Управление неполными матричными индикаторами
- •Управление матричными индикаторами
- •20.5.2 Блок формирования символов
- •21 Вакуумные люминцентные индикаторы
- •21.1 Введение
- •21.2 Одноразрядные вли
- •21.3 Многоразрядные индикаторы
- •Управление многоразрядными ивл
- •21.4 Шкальные индикаторы
- •21.5 Матричные индикаторы вли
- •22 Жидкокристаллические знакосинтезирующие индикаторы
- •22.1Общие сведения
- •22.2 Разновидности жки
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Основы теории цифровых устройств и цифровые интегральные схемы
- •654007, Г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42.
14.2 Преобразователи кода для неполных матричных
индикаторов
Микросхемы КМ155ИД8А, КМ155ИД8Б, КМ155ИД9 – преобразователи двоично-десятичного кода 1-2-4-8 в коды работы индикаторов, состоящих из 27 отдельных светодиодов (ИД8, рисунок 14.5) и из 20 светодиодов для 155ИД9. Микросхемы имеют по 4 входа для подачи входного кода. Число выходов микросхемы КМ155ИД8 составляет 18, микросхемы КМ155ИД9 – 13. К каждому выходу микросхем должны быть подключены один или два последовательно включенных светодиода, соединенных с источником питания + 5 В. На рисунках 14.5 а, б на элементах индикаторов указаны номера выводов микросхем, к которым должны быть подключены светодиоды индикаторов. Микросхемы выполнены с открытым коллекторным выходом и содержат ограничительные резисторы двух номиналов (для выходов, стыкуемых с двумя последовательно включенными светодиодами, номинал ограничительного резистора меньше, чем для выходов, нагружаемых одним диодом) – что обеспечивает одинаковый ток через все светодиоды индикатора – 10 мА для микросхем КМ155ИД8А и КМ155ИД9 и 15 мА для КМ155ИД8Б. Для входных кодов чисел 0–9 на светодиодах индицируются соответствующие цифры, для кода числа 10 – знак «–», для кода числа 11 – буква Е, для кодов чисел 12–15 все светодиоды индикаторов погашены.
При необходимости можно увеличить число диодов в индикаторах на один или два в каждом сегменте индикации. При этом надо руководствоваться правилом: для цепочки из трех светодиодов напряжение питания должно быть увеличено до 7 В, а для четырех светодиодов – до 9 В. Одиночные светодиоды должны быть по-прежнему подключены к источнику питания + 5 В.
а − МCX К155ИД8; б − МCX К155ИД9
Рисунок 14.5 – Подключение выводов к светодиодам индикатора
14.3 Преобразователи кода для шкальных индикаторов
Микросхема
КМ155ИД11- преобразователь двоичного кода
в код управления светодиодной шкалой,
формирующей светящийся столбик, число
светящихся точек в котором равно числу
соответствующему входному коду (рисунок
14.6). Микросхема имеет три входа 1, 2, 4 для
подачи входного кода, вход разрешения
,
вход переноса P0,
восемь выходов для подключения
светодиодной шкалы 0 – 7 и выход переноса
Р1. Работа этой микросхемы описывается
функциями:
где Кi = x3x2x1 – минтермы, i = 0..7.
Рисунок 14.6 – Условное обозначение ИС КМ155ИД11, КМ155ИД13
В
частности, при m
7 и Р0 = 1, Е = 1 (
)
функции
и fm
= 1, Р1 = 0. Т.е. при подаче на вход Р0 лог.
1 и на вход
Е лог.
0 напряжение высокого уровня появляется
на том выходе микросхемы, номер которого
соответствует десятичному эквиваленту
кода на входах А1, А2, А4 и на всех выходах
с меньшим номером, при этом на выходе
Р1 – лог. 0.
Если на вход Р0 подать лог.0,
на выходах 0 – 7 будет лог.
1, на выходе
Р1 – лог. 0,
независимо от сигналов на входах Е и
А1, А2, А4. Если на входах Р и Е – лог.1,
на выходах 0 – 7 – лог.0,
на выходе Р1 – лог.1.
При подаче на вход Е высокого уровня
напряжения (лог.
1), а на вход
Р1 лог. 0,
на первых семи выходах микросхемы будет
напряжение низкого уровня, а на восьмом
и выходе переноса будет действовать
напряжение высокого уровня.
Выходы микросхемы КМ155ИД11 выполнены с открытым эмиттером и ограничительным резистором в цепи коллектора, обеспечивающим выходной ток для непосредственного подключения светодиодов между выходами и общим проводом. При работе одной микросхемы с восемью светодиодами высота «столбика» светящихся светодиодов будет на единицу больше десятичного эквивалента кода на входах А1, А2, А4. Микросхема КМ155ИД13 имеет те же выводы, что и КМ155ИД11, но иную логику работы. Она обеспечивает построение шкал, в которых светятся одновременно два рядом расположенных диода – один с номером, равным эквиваленту, а второй – с номером на единицу больше. При подаче на вход Р0 лог.1, а на вход лог. 0 входному коду 000 соответствует лог. 1 на выходе 0, входному коду 001 – лог. 1 на выходах 0 и 1, коду 010 – лог.1 на выходах 1 и 2 и т.д. Кроме того, входному коду 000 и лог. 0 на входе соответствует лог. 0 на выходе Р1 (во всех остальных случаях на выходе Р1 – лог. 1). Лог. 0 на входе Р0 включает светодиод, подключенный к выходу 7, независимо от всех других сигналов, этот вход не влияет ни на какие другие выходы. Работа ИС описывается функциями:
fi
= E(
Ki
V
Ki+1),
i
= 0...6;
.
где Кi = x3x2x1 – минтермы, i = 0 ... 7. Сигналы , Р0 и Р1 используются для наращивания шкального индикатора.
