- •1. Понятия: аналоговая и цифровая электроника
- •2.Обобщенная структурная схема электронного устройства
- •3. Классификация электронных устройств.
- •4. Пассивные и активные элементы электронных устройств
- •5. Резисторы: назначение, классификация и основные параметры
- •6.Параллельное и последовательное соединение резисторов.
- •7. Делитель напряжения.
- •8. Конденсаторы: назначение, классификация, осн. Параметры.
- •9. Параллельное и последовательное соединение конденсаторов.
- •10.Пассивные rc-цепи
- •11. Электронно-дырочный переход при прямом включении
- •12. Электронно-дырочный переход при обратном включении.
- •13. Теоретическая вольт-амперная характеристика p-n- перехода
- •15. Выпрямительный диод: назначение ,вах, основные параметры, уго
- •16. Параллельное и последовательное соединение диодов
- •17. Применение выпрямительных диодов.
- •18. Варикапы: назнач, вольт-фарадная хар-ка, осн. Параметры.
- •20.Применение стабилитронов
- •21. Причины необходимости в источниках вторичного электропитания
- •22. Структурная схема вторичного источника питания
- •24. Основные схемы выпрямителей
- •25. Сглаживающие фильтры: назначение и основные показатели работы
- •26. Стабилизаторы напряжения: принцип работы
- •27. Биполярный транзистор. Определение, типы, уго
- •28. Принцип работы биполярного транзистора.
- •30. Статические характеристики биполярных транзисторов
- •31. Основные схемы включения биполярных транзисторов
- •32. Полевой транзистор. Определение, типы, уго
- •33. Принцип работы полевого транзистора с управляющим p-n-переходом.
- •34. Выходные и управляющие характеристики полевого транзистора
- •35.Основные схемы включения полевых транзисторов
- •36. Принципы усиления электрических сигналов
- •37 Простейшие усилительные каскады на биполярных и полевых транзисторах
- •38. Операцияонный уселитель.
- •39. Основные параметры и характеристики операционных усилителей:
- •40. Основные схемы включения операционного усилителя
- •41. Функциональные устройства на операционном усилителе
- •43. Логические констаны,пер еменные и операции белевой алгебры.
- •44. Способы задания функции алгебры логики:
- •45.Минимизация логических функций
- •46. Классификация цифровых устройств
- •47 Модели и уровни представления цифровых устройств
- •49. Основные серии цифровых микросхем (ттл, кмоп)
- •50. Применение логических элементов
- •51. Применение комбинационных микросхем
- •52. Триггеры. Принципы работы и разновидности
- •53. Принцип работы двоично счётчика.
- •55. Запоминающие устройства : назначение, основные параметры, классификация.
- •56. Цифро-аналоговое преобразование: принцип работы и классификация устройств
- •57. Аналогово-цифровое преобразование. Принцип работы и классификация устройств
- •58. Основные понятия и определения микропроцессорной техники.
- •60. Архитектуры микропроцессорных систем
- •61. Принцип работы микропроцессорной системы
- •62. Микроконтроллеры: назначение и классификация
47 Модели и уровни представления цифровых устройств
Все цифровые устройства строятся из логических микросхем, каждая из которых (рис. 1.3) обязательно имеет следующие выводы (или, как их еще называют в просторечии, "ножки"):
выводы питания: общий (или "земля") и напряжения питания (в большинстве случаев — +5 В или +3,3 В), которые на схемах обычно не показываются;
выводы для входных сигналов (или ""входы"), на которые поступают внешние цифровые сигналы;
выводы для выходных сигналов (или "выходы"), на которые выдаются цифровые сигналы из самой микросхемы.
Каждая микросхема преобразует тем или иным способом последовательность входных сигналов в последовательность выходных сигналов. Способ преобразования чаще всего описывается или в виде таблицы (так называемой таблицы истинности), или в виде временных диаграмм, то есть графиков зависимости от времени всех сигналов.
Рис. 1.3. Цифровая микросхема
Все цифровые микросхемы работают с логическими сигналами, имеющими два разрешенных уровня напряжения. Один из этих уровней называется уровнем логической единицы (или единичным уровнем), а другой — уровнем логического нуля (или нулевым уровнем). Чаще всего логическому нулю соответствует низкий уровень напряжения, а логической единице — высокий уровень. В этом случае говорят, что принята "положительная логика". Однако при передаче сигналов на большие расстояния и в системных шинах микропроцессорных систем порой используют и обратное представление, когда логическому нулю соответствует высокий уровень напряжения, а логической единице — низкий уровень. В этом случае говорят об "отрицательной логике". Для описания работы цифровых устройств используют самые различные модели, отличающиеся друг от друга сложностью, точностью, большим или меньшим учетом тонких физических эффектов. В подавляющем большинстве случаев для разработчика цифровых схем достаточно трех моделей, трех уровней представления о работе цифровых устройств:
Логическая модель.
Модель с временными задержками.
Модель с учетом электрических эффектов (или электрическая модель).
Опыт показывает, что первой, простейшей модели достаточно примерно в 20% всех случаев. Она применима для всех цифровых схем, работающих с низкой скоростью, в которых быстродействие не принципиально. Привлечение второй модели, учитывающей задержки срабатывания логических элементов, позволяет охватить около 80% всех возможных схем. Ее применение необходимо для всех быстродействующих устройств и для случая одновременного изменения нескольких входных сигналов. Наконец, добавление третьей модели, учитывающей входные и выходные токи, входные и выходные сопротивления и емкости элементов, дает возможность проектирования практически 100% цифровых схем. В первую очередь, эту третью модель надо применять при объединении нескольких входов и выходов, при передаче сигналов на большие расстояния и при нетрадиционном включении логических элементов (с переводом их в аналоговый или в линейный режимы).
В первой, логической модели считается, что элемент срабатывает мгновенно, любое изменение уровня входного сигнала сразу же, без всякой задержки приводит к изменению уровня выходного сигнала. Во второй модели выходной сигнал изменяется с некоторой задержкой относительно входного. Наконец, в третьей модели выходной сигнал не только задерживается по сравнению с входным, но и его изменение происходит не мгновенно - процесс смены уровней сигнала ( фронт сигнала ) имеет конечную длительность. Кроме того, третья модель учитывает изменение уровней логических сигналов.