ВВЕДЕНИЕ

-когда привлекает преимущество СИС, заключающееся в благоприятном сочетании в широком диапазоне частотномощностных характеристик;

-при разработках, когда невыгодно использовать микропроцессоры;

-в микропроцессорных системах, где СИС обеспечивает дешифрацию адреса, состояния, выбора датчиков с помощью мультиплексоров, мультиплексирование адреса данных, преобразование кодов и другие подобные функции.

СИС представляют собой функциональные узлы, каждый из которых имеет свое условное графическое обозначение (УГО), согласованное с входными и выходными характеристиками. УГО СИС согласно ГОСТу имеет форму прямоугольника (рис.), который может содержать основное и два дополнительных поля, расположенных слева и справа от основного. Допускается дополнительные поля разделять горизонтальными линиями на зоны.

Рис. Условно-графическое обозначение СИС: 1 – обозначение функции схемы; 2 – метки; 3 - линии входов и выходов; 4 – основное поле; 5 – дополнительное поле

4

Размер УГО по ширине определяется наличием дополнительных полей и числом знаков, помещенных в них. Ширина основного поля должна быть не менее 10 мм, а дополнительных – не менее 5 мм. Высота прямоугольника должна быть кратна 2,5 мм, расстояние между выводами - кратно 5 мм, между выводом и горизонтальной стороной - не менее и кратно 2,5 мм.

В верхней части основного поля указывают функциональное назначение СИС, в дополнительных полях размещают информацию о назначении выводов (метки).

Входы СИС изображают слева, выходы – справа. Допускается располагать входы сверху, а выходы – снизу. Вывод, имеющий указатель кружок, является активным низким входом или выходом. Вывод без указателя – активный высокий вход или выход. Активный вход при наличии на нем активного уровня входного напряжения вызывает совместно с другими входными сигналами истинную функцию СИС. На активном выходе появляется активный уровень потенциала при условии исправного выполнения СИС, установленной для нее функции. В данном учебном пособии активному низкому сигналу соответствует уровень лог. “0”, а активному высокому – уровень лог. “1”.

Учебное пособие написано в соответствии с разделом “Комбинационные схемы средней степени интеграции” программы курса “Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы и микропроцессоры” для студентов специальности 180800 “Электрооборудование автомобилей и тракторов”.

1.ДЕШИФРАТОРЫ

Дешифрация - это процесс преобразования какого-либо параллельного двоичного кода в другой цифровой код. Фундаментальным узлом, реализующим этот процесс, является дешифратор. В зависимости от вида выходного кода все

5

дешифраторы можно разделить на логические и дисплейные. Логические дешифраторы представляют собой комбинационные СИС, управляемые входным двоичным кодом, согласно которому выбирается и приводится в активное состояние конкретный выход. Дисплейные дешифраторы формируют цифровые коды, удобные для приведения в действие цифровых дисплеев.

1.1.Логические дешифраторы

1.1.1.Условное графическое обозначение и принцип

действия

Современные логические дешифраторы (рис. 1.1) имеют адресные входы А0, А1, А2, разрешающие входы E0 и E1 и информационные выходы 0…7.

Логические дешифраторы преобразуют входной двоичный код, поданный на адресные входы, в напряжение лог. “0” (рис. 1.1,а) или лог. “1” (рис. 1.1,б) на одном из информационных выходов.

а б Рис. 1.1. Условное графическое обозначение (УГО) дешифратора с

уровнями активного сигнала на выходе лог. “0” (а) и лог. “1” (б)

6

Десятичный номер активизированного выхода при этом соответствует двоичному эквиваленту входного кода (табл. 1.1, рис. 1.1,а). На остальных выходах дешифратора при этом устанавливается уровень лог. “1” (рис. 1.1,а) или уровень лог. “0” (рис. 1.1,б). Таким образом, входной двоичный код адресует соответствующий выход, поэтому эти входы дешифратора и называют адресными. Большинство дешифраторов имеют один или несколько входов стробирования (разрешения): E0 и E1. При

функционирование дешифратора разрешено. При прочих комбинациях Е0 и Е1 независимо от состояния адресных входов на всех выходах дешифратора формируются сигналы лог. “1” (рис. 1.1,а) или лог. “0” (рис. 1.1,б).

У дешифраторов, не имеющих входов стробирования, в любой момент времени один из информационных выходов активизирован. Наличие одного и более входов стробирования существенно расширяет возможности использования дешифраторов.

Таблица 1.1

7

На рис. 1.1 показаны два типа дешифраторов, различающиеся логическими уровнями на активизированных выходах. На рис. 1.1,а показан дешифратор, у которого активным уровнем выходного сигнала является лог. ”0”, а на рис. 4.1,б – лог. ”1”. Это позволяет более рационально строить схемы управления другими устройствами с выхода дешифратора.

Дешифратор реализует минтермы n входных переменных или инверсию минтермов – макстермы. Если количество информационных выходов дешифратора m=2n, то такой дешифратор обозначают (n→2n) и называют полным, так как на его выходах реализуется полный набор минтермов (макстермов) входных переменных.

Если m<2n , то есть на выходах дешифратора реализуется неполный набор минтермов (макстермов), то дешифратор называют неполным (n→ m).

Таким образом, в состав современных серий ИМС входят как полные, так и неполные дешифраторы с активным уровнем лог. ”0” или лог. ”1” на выходе, с отсутствием или наличием одного или нескольких стробирующих входов, со стандартным выходом и выходом с открытым коллектором.

Рассмотрим кратко наиболее популярные дешифраторы. Примером полного дешифратора могут служить следующие ИМС в сериях ТТЛ: ИМС К155ИД3 – дешифратор 4→16 с активным уровнем лог.0 на выходе и двумя входами разрешения дешифрации при E0 =E1 = 0 ; ИМС К155ИД4, К555ИД4 – два дешифратора 2x(2→4) c активным уровнем лог.0 на выходе и двумя раздельными входами разрешения; ИМС К155ИД7, К555ИД7 – дешифратор 3→8 с активным уровнем лог.0 на выходе и тремя входами разрешения дешифрации; ИМС К555ИД5 и К555ИД19, которые функционируют аналогично ИМС К555ИД4 и К155ИД3 соответственно и имеют выходы с открытым коллектором. В серии КМОП имеется ИМС 561ИД1 – дешифратор 4→10 с активным уровнем лог. “1” на выходе, который является неполным дешифратором. Однако если

8