
- •Комп’ютерна електроніка
- •1 Вступ
- •2 Дискретизація аналогових сигналів
- •2.1 Квантування за рівнем
- •2.2 Квантування за часом
- •2.3 Квантування за рівнем і за часом
- •2.3.1 Розмір похибки ацп
- •2.3.2 Вибір величини кроку квантування за часом
- •3 Застосування алгебри логіки (булевої алгебри) при аналізі і синтезі цифрових електронних пристроїв
- •3.1 Визначення і способи задання перемикальних функцій
- •3.4 Базисні логічні функції
- •3.5 Принцип двоїстості булевої алгебри
- •3.6 Основні тотожності булевої алгебри
- •3.7 Основні закони булевої алгебри
- •3.8 Досконала диз’юнктивна нормальна форма (дднф) запису булевих виразів
- •3.9 Диз’юнктивна нормальна форма
- •3.10 Досконала кон’юнктивна нормальна форма (дкнф) запису булевих виразів
- •3.11 Кон’юнктивна нормальна форма (кнф)
- •3.12 Мінімізація логічних функцій
- •3.12.1 Алгебраїчний спосіб мінімізації пф
- •3.12.2 Мінімізація пф із використанням діаграм Вейча (карт Карно)
- •3.12.2.1 Мінімізація пф за допомогою діаграм Вейча
- •3.12.2.1.1 Загальне правило мінімізації
- •3.12.2.1.2 Приклади мінімізації пф за допомогою діаграм Вейча
- •3.12.2.2 Мінімізація пф за допомогою карт Карно
- •4 Логічні елементи
- •4.1 Інвертор (логічний елемент ні)
- •4.2 Кон’юнктор (логічний елемент і)
- •4.3 Диз’юнктор (логічний елемент або)
- •4.4 Повторювач
- •4.7 Виключаюче або
- •4.8 Додавання по модулю два (непарність)
- •4.9 Додавання по модулю два з запереченням (парність)
- •4.10 Еквівалентність
- •4.11 Нееквівалентність
- •4.13 Заборона
- •4.14 Логічні елементи з відкритим колектором
- •4.15 Логічні елементи з третім станом
- •5 Реалізація логічних функцій у різних базисах
- •5.1 Базисні набори ле і їх взаємозв'язок
- •5.2 Реалізація логічних функцій у різноманітних базисах
- •5.2.1 Реалізація елемента “Рівнозначність” (виключаюче або - ні)
- •5.2.2 Реалізація елемента “нерівнозначність” (виключаюче або, сума по модулю два)
- •5.2.3 Реалізація елемента “Заборона”
- •5.2.4 Реалізація багатолітерних логічних функцій на елементах з невеликою кількістю входів
- •6 Параметри і характеристики цифрових інтегральних мікросхем (імс)
- •6.1 Коефіцієнт об'єднання по входу (Коб)
- •6.2 Коефіцієнт розгалуження по виходу (Кроз)
- •6.3 Статичні характеристики
- •6.4 Завадостійкість
- •6.5 Динамічні характеристики і параметри
- •6.6 Вигляд реалізованої логічної функції
- •6.7 Споживані струм і потужність
- •6.8 Вхідні і вихідні струми, напруги
- •6.9 Порогові напруги
- •6.10 Допустимі значення основних параметрів
- •7 Базові логічні елементи
- •7.1 Базовий ттл (ттлш) - елемент і - ні
- •7.2 Базовий езл - елемент або/або-ні
- •7.3 Базовий кмон елемент або-ні
- •8 Генератори тактових імпульсів (гті) на логічних елементах
- •8.1 Гті на двох інверторах
- •8.2 Гті на 3-х інверторах.
- •9 Функціональні пристроїкомп'ютерної (цифрової) електроніки
- •9.1 Комбінаційні цифрові пристрої (кцп)
- •9.1.1 Аналіз і синтез кцп
- •9.1.1.1 Аналіз кцп
- •9.1.1.2 Синтез кцп
- •9.1.2 Типові кцп
- •9.1.2.1 Шифратори та дешифратори
- •9.1.2.1.1 Шифратори двійкового коду
- •9.1.2.1.2 Шифратори двійково-десяткового коду
- •9.1.2.1.3 Дешифратори двійкового коду
- •9.1.2.1.4 Дешифратор bcd - коду всемисегментний код
- •9.1.2.1.4.1 Семисегментні індикатори на світлодіодах
- •9.1.2.2 Мультиплексори й демультиплексори
- •9.1.2.2.1 Мультиплексори
- •9.1.2.2.2 Демультиплексори
- •9.1.2.2.3 Мультиплексори-селектори (мультиплексори-демультиплексори)
- •9.1.2.3 Cуматори і напівсуматори
- •9.1.2.4 Пристрої контролю парності (пкп)
- •9.1.2.5 Цифрові компаратори
- •9.1.3 Використання для проектування кцп мультиплексорів, дешифраторів і постійного запам’ятовуючого пристрою
- •9.1.3.1 Побудова кцп на мультиплексорах
- •9.1.3.2 Побудова кцп на дешифраторах
- •9.1.3.3 Побудова кцп на постійному запам’ятовуючому пристрої (пзп)
- •9.2 Послідовні цифрові пристрої
- •9.2.1 Тригери
- •9.2.1.1 Тригери на логічних елементах
- •9.2.1.1.1 Rs - тригери
- •9.2.1.1.1.1 Асинхронні rs - тригери
- •9.2.1.1.1.2 Синхронні rs - тригери
- •9.2.1.1.2 Т-тригери (тригери з лічильним входом)
- •9.2.1.1.3 D - тригери (тригери затримки)
- •9.2.1.1.4 Jk - тригери
- •9.2.1.2 Тригери у інтегральному виконанні
- •9.2.2 Регістри
- •9.2.2.1 Паралельні регістри
- •9.2.2.2 Послідовні (зсуваючі) регістри
- •9.2.2.3 Регістри зсуву
- •9.2.2.4 Послідовно-паралельні і паралельно-послідовні регістри
- •9.2.2.5 Регістри у інтегральному виконанні
- •9.2.3 Лічильники
- •9.2.3.1 Асинхронний двійковий лічильник, що підсумовує, з послідовним перенесенням
- •9.2.3.2 Асинхронний двійковий лічильник, що віднімає, із послідовним перенесенням
- •9.2.3.3 Асинхронні реверсивні двійкові лічильники з послідовним перенесенням
- •9.2.3.4 Синхронний лічильник з наскрізним перенесенням
- •9.2.3.5 Десяткові лічильники
- •9.2.3.6 Лічильники в інтегральному виконанні
- •9.2.4 Подільники частоти
- •9.2.5 Розподілювачі
- •10 Зв'язок мп-ра і омеом з аналоговим об'єктом управління і з пк
- •10.1 Структура типової локальної мікропроцесорної системи управління (лмпсу)
- •10.1.1 Призначення і схемна реалізація окремих вузлів лмпсу
- •10.1.1.1 Аналоговий мультиплексор (ампс)
- •10.1.1.2 Пристрій вибірки-зберігання (пвз)
- •10.1.1.3 Аналого-цифровий перетворювач (ацп)
- •10.1.1.4 Ведена однокристальна мікроЕом (омеом)
- •10.1.1.5 Шинний формувач (шф)
- •10.1.1.6 Регістри (Рг1...Рг3)
- •10.1.1.7 Схеми узгодження рівнів (сур1...Сур3)
- •10.1.1.8 Цифро-аналогові перетворювачі (цап1...Цап3)
- •10.2 Застосування ацп і пвз при введенні аналогової інформації в мпс
- •10.2.1 Розрахунок ацп
- •10.2.2.1 Опис мікросхеми к1113 пв1
- •10.2.2.2 Розрахунок мікросхеми к1113 пв1
- •10.2.2.3 Введення даних від ацп в мпс через ппі в режимі 0
- •10.2.3 Пристрій вибірки і зберігання (пвз)
- •10.2.3.1 Обґрунтування застосування пвз
- •10.2.3.2 Принцип дії, схема й основні параметри пвз
- •Р Рисунок 10.17исунок 10.17
- •10.2.3.3 Функціональні можливості і схема включення мікросхеми пвз к1100ск2 (кр 1100ск2)
- •10.2.4.1Опис мікросхеми max154. Часові діаграми і режими роботи
- •10.2.4.1.1 Опис роботи паралельного 4-х розрядного ацп
- •10.2.4.2 Розрахунок ацп max154
- •10.3 Застосування цап прививодіцифрової інформації з мпс
- •10.3.1 РозрахунокЦап на матриці r-2Rзпідсумовуваннямструмів
- •10.3.2.1 Опис мікросхеми к 572 па1
- •10.3.2.2 Розрахунок цап к 572 па1
- •10.3.3.1 Опис мікросхеми max506
- •10.3.3.2 Розрахунок цап max506
- •10.4 Особливості апаратної і програмної реалізації модуля ацп- цап мпс
- •10.4.1 Апаратний рівень
- •10.4.2 Програмний рівень
- •10.5 Обмін між мп-м (омеом) і пк по послідовному каналузв'язку за допомогою інтерфейсу rs-232с
- •10.5.1 Універсальний асинхронний послідовний програмований приймач – передавач (уапп)
- •10.5.2 Пристрій перетворення рівнів (ппр)
- •10.5.4 Буферний регістр адреси rs– 232с
- •10.5.5 Шинний формувач
- •10.6 Вибір і розрахунок датчиків, нормуючих перетворювачів і фільтрів нижніх частот (фнч)
- •10.6.1 Вибір і розрахунок датчиків і нормуючих перетворювачів
- •10.6.1.1 Вибір датчиків
- •10.6.1.2 Вибір і розрахунок нормуючих перетворювачів
- •10.6.3 Розрахунок фнч
- •10.7 Розробка схеми алгоритму і керуючої програми
- •11 Список літератури
9.1.2.1.2 Шифратори двійково-десяткового коду
Шифратори двійково-десяткового коду перетворюють вхідний десятковий (унітарний) код у двійково-десятковий (BCD) код (код 8421). З виходу такого шифратора паралельно знімається група двійкових сигналів, із котрих кожні чотири (тетрада) відображають у двійковому коді десяткову цифру.
В однім байті (восьми бітах) можна упакувати (укласти) дві десяткові цифри в BCD - коді. Такий формат представлення десяткових чисел називається упакованим.
На рисунку 9.6 приведене функціональне позначення шифратора BCD-коду.
-
Рисунок 9.6
На вхід системи надходять двійкові цифри від 0 до 9 , що відображаються на виході однією тетрадою двійкового коду.
9.1.2.1.3 Дешифратори двійкового коду
Дешифратором
(декодером) називають КЦП,
що перетворює
вхідний
двійковий
код у десятковий (унітарний). Повний
дешифратор із m
входами має
виходів. Кожній
комбінації вхідних сигналів відповідає
активне значення сигналу
тільки
на
одному
з виходів.
Нижче показана таблиця істинності
(таблиця 9.4) і умовне позначення (рисунок
9.7) трьохвходового
повного дешифратора з одиничними
активними значеннями вихідних сигналів
F0...
F7.
-
Рисунок 9.7
Таблиця 9.4
№ набору |
C |
B |
A |
F0 |
F1 |
F2 |
F3 |
F4 |
F5 |
F6 |
F7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
5 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
6 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
7 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Дешифратор реалізує вісім різноманітних логічних функцій
Якщо вхідні змінні представити як двійковий запис чисел, то логічна одиниця формується на тому виході, номер якого відповідає десятковому еквіваленту вхідного двійкового числа.
Розглянутий дешифратор (таблиця 9.4) є перетворювачем двійкового коду в унітарний (десятковий).
Приведені булеві вирази функцій F0... F7 можна реалізувати на логічних елементах у базисах І, АБО, НІ; І-НІ або АБО-НІ , користуючись методикою, що викладена раніше.
В інтегральному виконанні випускаються різноманітні структури дешифраторів, у яких є 2, 3 або 4 входи. В одному корпусі може бути декілька дешифраторів.
Для збільшення функціональних можливостей пристроїв часто передбачається використання додаткових сигналів управління. Як приклад на рисунку 9.8 приведено зображення мікросхеми К555ИД4, що містить здвоєний двовходовий дешифратор з активними нульовими вихідними сигналами.
-
Рисунок 9.8
Вихідні сигнали обох дешифраторів залежать від комбінації вхідних сигналів А, В. Для синхронізації процесу формування вихідних сигналів F0... F3 для кожного дешифратора використовуються управляючі сигнали V. Роботу верхнього дешифратора дозволяє комбінація V1=0, V2=1, а роботу нижнього - V3=0, V4=0. Введення такого управління розширює можливості мікросхеми при побудові більш складних пристроїв, наприклад, дешифраторів із збільшеним числом входів і виходів.
На рисунку 9.9 показаний приклад використання двох мікросхем К555ИД4 для реалізації дешифратора чотирьохрозрядного вхідного двійкового коду у вихідний шістнадцятипозиційний унітарний (десятковий) код.
Дешифратори
можуть
бути
неповними
(мають
число виходів
nвих<
,
де m
- число
вхідних змінних).
Наприклад, такі дешифратори
можуть використовуватися для перетворення
двійково-десяткового
коду в код, призначений для управління
десятковим індикатором (дешифратори
4х10).
|
Рисунок 9.9 |
На рисунку 9.10 показане умовне позначення дешифратора 4х10 (наприклад, мікросхеми К555ИД1 або К564ИД1).
-
Рисунок 9.10
Схема має активні одиничні вихідні сигнали.