5.3. Временные диаграммы

Электрические сигналы, которые соответствуют определенным логическим состояниям, можно наблюдать на выводах работающих микросхем с помощью осциллографа или логического пробника. На рис. 5.9,а показано изображение на экране осциллографа электрического сигнала с вывода цифровой микросхемы. Ось времени располагается горизонтально, а ось напряжений — вертикально. Время увели­чивается слева направо, т. е. из двух событий правее окажется более позднее. Такое расположение и направление оси времени традиционны и используются во всех осциллографах.

Рис. 5.9. Дискретный сигнал:

а - на экране осциллографа; б - условное графическое изоб -ражение

Электрические сигналы с выводов цифровых микросхем принято изображать в процессе их изменений во времени (рис. 5.9,6). Такие условные графические изображения назы­ваются временными диаграммами. На временных диаграммах не наносятся оси напряжения и времени. Нулевая отметка вре­мени также не наносится, так как большинство процессов пе­риодически повторяется и достаточно изобразить интервал вре­мени немного большим периода повторения, чтобы диаграмма содержала всю необходимую информацию о происходящем процессе.

Приведем некоторые соглашения, которые используются при изображении сигналов на временньгх диаграммах. Высокий уро­вень изображается, как показано на рис. 5.10,я, состояние вы­сокого сопротивления - как на рис. 5.10,в, низкий уровень -как на рис. 5.10,6. Штриховые линии на этих рисунках приведе­ны только для сравнения и обычно не наносятся. На рис. 5.11 показано, как изображается переход с одного уровня на другой. Переход от низкого уровня к высокому называется фронтом, а от высокого к низкому — срезом. Иногда употребляют также термины "нарастающий и спадающий фронт", "передний и зад­ний фронт", "положительный и отрицательный фронт" и некото­рые другие. Если переход от одного уровня к другому происхо­дит не в конкретный момент времени, а может произойти в лю­бой момент времени в течение некоторого интервала времени, то это изображается как на рис. 5.12.

Рис. 5.10. Изображение уров­ней напряжения:

а — высокий; б — низкий; в — состояние высокого со­противления

Рис. 5.11. Изображение фрон­тов:

а - фронт; б - срез

Рис. 5.12. Изображение фронтов в неопределенный момент вре­мени

Рис. 5.13. Изображение зависи­мости одного сигнала от дру­гого

Изменение одного сигнала может быть причиной изменения другого сигнала. Если изменение вызывается фронтом сигнала, то это изображается как на рис. 5.13,я, если уровнем сигнала -то как на рис. 5.13,6. При этом кружок отмечает тот элемент сигнала, который вызывает изменение, а стрелка указывает на изменение зависимого сигнала. Изменение одного сигнала мо­жет быть причиной изменений нескольких сигналов, тогда это изображается, как показано на рис. 5.14, и наоборот, измене­ние некоторого сигнала может вызываться только определен­ными изменениями нескольких других сигналов (рис. 5.15).

Рис. 5.14. Изображение зависи­мости нескольких сигналов от одного

Рис. 5.15. Изображение зависи­мости одного сигнала от не­скольких других

Рис. 5.16. Изображение неопре­деленного сигнала

Если уровень на входе микросхемы не влияет никак на ее работу или уровень на выходе не определен (не устанавлива­ется), то это изображается так, как показано на рис. 5.16. Если необходимо изобразить на временной диаграмме состояния и Фронты нескольких сигналов, которые ведут себя одинаково с точки зрения переключений, но могут иметь разные уровни, то это делается так, как показано на рис. 5.17. Длительности интервалов времени между какими-либо изменениями сигналов изображаются с помощью букв или цифр на выносных линиях (рис. 5.18). На этом же рисунке показано, где пишутся буквен­ные обозначения сигналов (слева рядом с соответствующей временной диаграммой).

Рис. 5.18. Изображение времен­ных интервалов

Рис. 5.17. Изображение несколь­ких сигналов, ведущих себя идентично с точки зрения пере­ходов с уровня на уровень