49. Основные серии цифровых микросхем (ттл, кмоп)

ТТЛ (Транзисторно-транзисторная логика): - Стандартные ТТЛ (серия 74 00); - ТТЛ с пониженным энергопотреблением (серия 74 L00); - Высокоскоростные ТТЛ (серия 74 Н00); - ТТЛШ (серия 74 S00); - ТТЛШ с пониженным энергопотреблением (серия 74 LS00); - Улучшенные ТТЛШ (серия 74 AS00); - Улучшенные ТТЛШ с пониженным энергопотреблением (серия 74 ALS00).

КМОП (Комплементарный МОП-транзистор): - КМОП-микросхемы (серии CD 4000 A (RCA), CD 4012 A (RCA)); - КМОП-4-битный сдвиговый регистр (серия CD 4015 A (RCA)); - КМОП-4-битный полный сумматор (серия CD 4008 A (RCA)).

50. Применение логических элементов

По способу ввода/вывода информации:

-последовательные

-параллельные

-параллельно-последовательные(смешанные)

По принципу действия:

-комбинационные(автоматы без памяти, этологические устройства вых. сигнала кот. Однозначно определяются только действующей в настоящее момент входной комбинацией)

-последовательные(вых. сигнал кот. определяется не только действующей прямой последовательностью, но и последовательностью входных переменных действующих в предыдущий момент времени ).

51. Применение комбинационных микросхем

В общем случае на вход цифрового устройства поступает n (n ≥ 1) двоичных переменных Х (х1х2…хп), а с выхода снимается m (m ≥ 1) двоичных переменных У (у1у2…уm).

В комбинационных устройствах (автоматах без памяти) значения У в течение каждого такта работы определяются значениями Х только в этот же такт, и не зависят от того, какие переменные подавались на входы в предыдущие такты, т. е. У = f(Х). Другими словами, эти устройства, состоящие только из логических элементов, лишены

памяти. Входные и выходные сигналы комбинационных устройств могут принимать только два значения: 1 и 0.

Комбинационные узлы и блоки цифровых устройств либо собирают из отдельных микросхем малой степени интеграции (элементов И-НЕ, ИЛИ-НЕ и др.), либо изготавливают в виде систем средней интеграции, либо входят в состав БИС и СБИС. Различные типы комбинационных узлов и блоков широко используются в устройствах ввода-вывода и управления, в операционных запоминающих устройствах современных цифровых систем. По функциональному назначению можно выделить следующие классы КУ: сумматоры, шифраторы и дешифраторы, цифровые компараторы, мультиплексоры и демультиплексоры, преобразователи кодов, программируемые логические матрицы, перемножители, арифметико-логические устройства.

52. Триггеры. Принципы работы и разновидности

В основе любого триггера (англ. — "тrigger" или "flip-flop") лежит схема из двух логических элементов, которые охвачены положительными обратными связями (то есть сигналы с выходов подаются на входы). В результате подобного включения схема может находиться в одном из двух устойчивых состояний, причем находиться сколь угодно долго, пока на нее подано напряжение питания.

Рис. 7.1.  Схема триггерной ячейки

Для правильной работы схемы отрицательные импульсы должны поступать на ее входы не одновременно. Приход импульса на вход -R переводит выход -Q в состояние единицы, а так как сигнал -S при этом единичный, выход Q становится нулевым. Этот же сигнал Q поступает по цепи обратной связи на вход нижнего элемента. Поэтому даже после окончания импульса на входе -R состояние схемы не изменяется (на Q остается нуль, на -Q остается единица). Точно так же при приходе импульса на вход -S выход Q в единицу, а выход -Q — в нуль. Оба эти устойчивых состояния триггерной ячейки могут сохраняться сколь угодно долго, пока не придет очередной входной импульс, — иными словами, схема обладает памятью.

Если оба входных импульса придут строго одновременно, то в момент действия этих импульсов на обоих выходах будут единичные сигналы, а после окончания входных импульсов выходы случайным образом попадут в одно из двух устойчивых состояний. Точно так же случайным образом будет выбрано одно из двух устойчивых состояний триггерной ячейки при включении питания. Временная диаграмма работы тригеоной схемы показана на рисунке В стандартные серии цифровых микросхем входит несколько типов микросхем триггеров, различающихся методами управления, а также входными и выходными сигналами. На схемах триггеры обозначаются буквой Т. В отечественных сериях микросхем триггеры имеют наименование ТВ, ТМ и ТР в зависимости от типа триггера. Наиболее распространены три типа ( рис. 7.2):

- RS-триггер (обозначается ТР) — самый простой триггер, но редко используемый (а).

- JK-триггер (обозначается ТВ) имеет самое сложное управление, также используется довольно редко (б).

- D-триггер (обозначается ТМ) — наиболее распространенный тип триггера (в).