- •В.В. Болгов, в.И. Енин, а.В. Смольянинов
- •Схемотехника
- •В.В. Болгов, в.И. Енин, а.В. Смольянинов Схемотехника
- •Схемотехника
- •Введение
- •После изучения дисциплины необходимо знать:
- •После изучения дисциплины необходимо уметь:
- •В.1. Роль и место курса “Схемотехника” в учебном процессе
- •В.2. Основные направления развития цифровых устройств
- •В.3. Самостоятельная работа студентов и контроль знаний
- •1 . Основы теории логических функций.
- •1.1. Логические функции
- •1.2. Основные законы и тождества алгебры логики
- •1.3. Формы представления логических функций
- •Совершенная дизъюнктивная нормальная форма
- •Совершенная конъюнктивная нормальная форма
- •Получение логических выражений скнф и сднф
- •1.4. Минимизация логических функций
- •Метод Квайна
- •Метод карт Вейча
- •1.5. Построение и анализ работы логических схем
- •1.6. Построение логических схем с несколькими выходами
- •1.7. Вопросы и задания для самоконтроля
- •2. Интегральные микросхемы
- •2.1. Технологии цифровых интегральных схем
- •2.2. Параметры интегральных микросхем
- •2.3. Логические элементы транзисторно-транзисторной логики
- •2.3.1. Входные каскады ттл микросхем
- •2.3.2. Типы выходных каскадов ттл цифровых элементов
- •Логический выход
- •Элементы с тремя состояниями
- •Выходные каскады с открытым эмиттером
- •Выход с открытым коллектором
- •Основные характеристики микросхем ттл серий
- •2.4. Логические элементы эмиттерно-связанной логики
- •2.5. Логические элементы на моп‑транзисторах
- •2.6. Кмоп микросхемы
- •2.6.1. Режим неиспользуемых входов
- •2.6.2. Преобразователи уровня
- •2.7. Простейшие интегральные микросхемы
- •2.8. Шинные формирователи и приемопередатчики
- •2.9. Вопросы и задания для самоконтроля
- •3. Устройства комбинационного типа
- •Двоичные шифраторы и дешифраторы
- •3.1.1. Разработка схемы шифратора и его работа
- •3.1.2. Приоритетный шифратор
- •3.1.3. Разработка схемы дешифратора и его работа
- •3.1.4. Преобразователи кодов
- •3.2. Мультиплексоры и демультиплексоры
- •3.2.1. Мультиплексоры
- •3.2.2. Демультиплексоры
- •3.2.3. Получение мультиплексоров и демультиплексоров на большое количество входов (выходов)
- •3.2.4. Универсальные логические модули
- •3.2.5. Совместная работа мультиплексора и демультиплексора
- •3.3. Сумматоры, алу и матричные умножители
- •3.3.1. Одноразрядный сумматор
- •3.3.2. Сумматор последовательного действия
- •3.3.3. Сумматор параллельного действия с последовательным переносом
- •3.3.4. Сумматор параллельного действия с параллельным переносом
- •3.3.5 Арифметико-логические устройства
- •3.3.6. Матричные умножители
- •3.4. Компараторы
- •3.5 Схемы контроля
- •3.6. Вопросы и задания для самоконтроля
- •4. Узлы последовательностного типа
- •4.1. Триггеры
- •4.1.1. Асинхронные триггеры
- •4.1.2. Асинхронный d-триггер
- •4.1.3. Синхронные триггеры
- •Синхронный rs-триггер
- •Синхронный d-триггер
- •Триггеров
- •4.1.4. Триггеры с двухступенчатым запоминанием информации
- •4.1.6. Счетный триггер
- •4.1.7. Динамические триггеры
- •4.1.8. Установка начального значения триггера
- •4.1.9. Триггеры Шмидта
- •4.2. Регистры
- •4.2.1. Параллельный регистр
- •4.2.2. Последовательные (сдвигающие) регистры
- •4.2.3. Взаимное преобразование числа из последовательного кода в параллельный
- •4.3. Счётчики
- •4.3.1. Суммирующие счетчики
- •4.3.2. Вычитающие счетчики
- •4.3.3. Реверсивные двоичные счетчики
- •4.3.4. Кольцевые счетчики
- •4.3.5. Условное обозначение счетчиков
- •4.3.6. Быстродействие счетчиков
- •4.3.7. Программирование счетчиков
- •4.4. Вопросы и задания для самоконтроля
- •5. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи
- •5.1. Аналого-цифровые преобразователи
- •5.1.1. Принцип аналого-цифрового преобразования
- •5.1.2. Ацп с промежуточным преобразованием во временной интервал
- •5.1.3. Аналого-цифровой преобразователь с обратной связью
- •5.1.4 Аналого-цифровой преобразователь следящего типа
- •5.1.5. Параллельный ацп
- •5.1.6. Интегрирующие ацп
- •5.1.7. Ацп последовательных приближений
- •5.2. Цифро-аналоговые преобразователи
- •5.3. Преобразователи интервалов времени
- •5.4. Вопросы для самоконтроля
- •6. Устройства хранения информации
- •6.1. Основные характеристики запоминающих устройств
- •6.2. Оперативные запоминающие устройства
- •6.2.1. Статические озу
- •6.2.2. Динамические озу Принцип действия динамических озу
- •Схемные особенности динамических озу
- •6.3. Постоянные запоминающие устройства
- •Масочные пзу
- •Программируемые пзу
- •6.4. Перепрограммируемые запоминающие устройства
- •Флэш-память
- •6.5. Вопросы для самоконтроля
- •7. Селекторы импульсных сигналов
- •7.1. Амплитудные селекторы
- •7.1.1. Селектор максимального уровня
- •7.1.2. Селектор минимального уровня
- •7.2. Временные селекторы
- •7.3 Селекторы импульсов по длительности
- •7.3.1. Селекторы максимальной длительности
- •7.3.2. Селекторы минимальной длительности
- •7.4 Элементы задержки и формирователи импульсов
- •7.5. Вопросы для самоконтроля
- •8. Средства отображения информации
- •8.1. Газоразрядные цифровые индикаторы
- •8.2. Знакосинтезирующие индикаторы
- •8.3. Вакуумные люминесцентные индикаторы
- •8.4. Вакуумные накаливаемые индикаторы
- •8.5. Полупроводниковые семисегментные индикаторы
- •8.6. Жидкокристаллические индикаторы (жки)
- •8.7. Матричные индикаторы
- •8.8. Подключение индикаторов к эвм
- •8.9. Вопросы и задания для самоконтроля
- •9. Автоматы
- •9.1. Автомат в системе управления
- •9.2. Структурный автомат
- •9.3. Аппаратная реализация автоматов
- •9.4. Вопросы и задания для самоконтроля
- •Заключение
- •Б иблиографический список
- •ПриложенИя
- •Приложение 1. Обозначения цифровых микросхем
- •Приложение 2. Условные графические обозначения элементов цифровой техники
- •Оглавление
Приложение 2. Условные графические обозначения элементов цифровой техники
Элементы цифровой техники представлены на принципиальных схемах условными обозначениями в виде прямоугольника, разделенного на поля (рис.10.1.). В основном поле помещается обозначение функции элемента.
Обозначение некоторых функций цифровых устройств приведено в таблице 10.2.
Обозначение функции цифровых устройств Таблица 10.2.
|
|
Обозначение |
Выполняемая функция |
ALU |
Арифметическо-логическое устройство (АЛУ) |
BD |
Приемопередатчик |
CPU |
ЦПУ- центральное процессорноеустройство |
СD |
Шифратор |
СТ |
Счетчик |
D |
D-триггер |
DM |
Демультиплексор |
DC |
дешифратор |
JK |
JK-триггер |
L |
Логика |
M |
Память |
MUX |
Мультиплексор |
SM |
Сумматор |
Т |
Триггер |
RAM |
память с произвольным доступом |
ROM |
постоянная память |
RG |
регистр |
=1 |
Исключающее "ИЛИ" |
== |
Сравнение |
1 |
логическое "ИЛИ" |
& |
логическое "И" |
Рис. 10.2. Обозначение указателей типов выводов микросхемы
В месте вывода микросхемы размещается указатель на тип вывода. Обозначение некоторых указателей представлено на рис. 10.2.
Следует иметь в виду, что предусмотренная для вывода функция может выполняться при поступлении на входы активного уровня (уровня принятого за логическую единицу). Активный уровень (принятый за логическую единицу) может быть представлен как высоким, так и низким уровнем. Конкретное значение уровня принятого за логическую единицу обычно определяется по указателю конкретного вывода микросхемы. Если логическая единица передается низким уровнем на выводе или падающим фронтом импульса, то такой вывод называется инверсным. Инверсный вывод обозначается соответствующим указателем (рис.10.2.).
Для указания типа выходного каскада в дополнительном поле выходов размещаются соответствующие графические обозначения (рис.10.3.).
Рис. 10.3. Обозначение типов выходов микросхем
Выводы, на которые подается напряжение питания, схеме, как правило, не обозначаются. Они указываются при описании состава набора серии вместе с типами используемых в данной серии ИМС корпусов. При этом отдельные ИМС серии отличаться как типом корпуса, так и номерами выводов напряжения питания. Обычно напряжение питания подается на вывод с максимальным номером, а вывод с номером в два раза меньшим заземляется. Но часто бывают исключения.
В справочнике часто приводится не только сокращенная графическая схема ИМС, но и ее полная или принципиальная схема, которая позволяет уточнить назначение выводов и рабочие сигналов на них. Иногда назначение выводов и особенности ИМС позволяет определить и приводимые в справочнике таблица истинности и временная диаграмма, показывающая сигналы на отдельных выводах (входах - выходах), что позволяет определить зависимость между ними и моменты их переключения.
Некоторые типы ИМС могут выполнять двухуровневую функцию. В этом случае в дополнительном поле у отделенных входов указывается условным обозначением функция первого уровня, выполняемая над этими сигналами.
Функциональное назначение выводов Таблица 10.3. |
|||
обозначение |
Функция |
обозначение |
Функция |
А |
адрес |
L |
управление уровнем |
А=В |
выход равенства операндов А и В |
M |
переключения режима |
В |
операнд, байт |
РЕ |
вход разрешения параллельной загрузки |
С |
вход тактовых импульсов |
РI |
вход полярности |
CLR |
очистка |
Q |
выходы |
CS |
Выбор кристалла |
R |
сброс |
D |
вход данных |
RD |
чтение |
DI |
входные данные |
RQ |
запрос |
DO |
выходные данные |
S |
установка |
DB |
входные и выходные данные |
ST |
пуск |
Е |
разрешение |
Т |
счетный вход |
F |
выходы функции |
ТС |
окончание счета |
J,K |
J,K входы триггера |
WR |
запись |