Рассылка закрыта
При закрытии подписчики были переданы в рассылку "Электронные новости от Мастер Кит" на которую и рекомендуем вам подписаться.
Вы можете найти рассылки сходной тематики в Каталоге рассылок.
| ← Октябрь 2002 → | ||||||
|
1
|
2
|
4
|
5
|
6
|
||
|---|---|---|---|---|---|---|
|
7
|
8
|
9
|
11
|
12
|
13
|
|
|
14
|
15
|
16
|
17
|
18
|
19
|
20
|
|
21
|
23
|
24
|
25
|
26
|
27
|
|
|
28
|
30
|
31
|
||||
Статистика
+1 за неделю
Синтез сложных логических элементов.
| Информационный Канал Subscribe.Ru |
| Почтовая рассылка. | |
| Цифровая схемотехника |
|
Выпуск №2 от 3.10.2002 г.
|
|
|
Добрый день уважаемый подписчик! Сегодня мы будем синтезировать более сложные логические элементы из простых. Для начала хочу рассказать вам о такой вещи, как "Таблица истинности". Логику работы любого логического элемента можно описать при помощи таблицы истинности. Таблица истинности описывает все возможные состояния логического элемента. Вот, например, таблица истинности трехвходового элемента "И":
В таблице истинности все входы обычно бозначают через X (то есть X1, X2, X3 и т.д.). А выходы обозначаются через Y. Из таблицы сразу видно, что сигнал на выходе принимает единичное значение только в случае наличия едениц на всех трех входах элемента. Это очень наглядный способ. Он часто используется для описания логических элементов. А теперь займемся синтезом логических элементов. Для начала создадим элемент "И-НЕ". Если соединить элемент "И" с инвертором, как показано ниже (рисунок слева), то мы получим другой элемент, который очень часто используется в цифровой технике.
Он имеет свое зазвание "И-НЕ". И свое схемное обозначение (рисунок справа). Еще один пример: создание восьмивходового элемента "И". Это может понадобиться, если под рукой нет соответствующих микросхем. Посмотрите на схему. Тут используются два элемента "И-НЕ" (D1 и D2). И один элемент "ИЛИ-НЕ" (D3). Элемент "ИЛИ-НЕ" получен аналогично элементу "И-НЕ" путем последовательного соединения элемента "ИЛИ" и инвертора (т.е элемента "НЕ").
Как работает эта схема: На выходе микросхемы D1 сигнал логического нуля установится только в том случае, когда на всех его четырех входах (X1...X4) будут единицы. Если хотя бы на одном из этих входов ноль, то на выходе единица. Точно так же работает и D2. В результате, если хотя бы на одном их входов X1...X8 ноль, то либо на выходе D1 либо на выходе D2 будет сигнал логической единице. Эти сигналы поступают на D3. Логика работы "ИЛИ-НЕ" (D3) такова, что при наличии единицы хотя бы на одном из его входов, на выходе будет ноль. И толко в том случае, когда на всех входах (X1...X8) будут единицы, на обоих входах D3 будут нули. И лишь при этом на его выходе появится единица. Как мы убедились, рассматриваемая схема выполняет ту же логическую функцию, что и восьмивходовый элемент "ИЛИ-НЕ". Приемы синтеза более сложных элементов из более простых широко применяюся в цифровой технике. Многие сложные элементы, полученные таким образом сами получили самостоятельное название и обозначение. Кроме того из таких - же простейших элементов состоят и другие цифровые устройства. Такие, как триггеры, счетчики, параллельные и последовательные регистры, дешифраторы, мультиплексоры. И в конце концов микропроцессоры и микроконтроллеры. по мере возможности я буду рассказывать обо всех этих устройствах. Простые логические элементы часто используются и не прямому назначению. Например, на них обычно собирают всяческие задающие генераторы. Ниже приведено несколько схем таких генераторов.
Первая схема собрана на трех инверторах. Конденсатор C1 и резисторы R1 и R2 создают времозадающую цепочку. Разберемся, как работает такой генератор. Начнем рассмотрение с того момента, когда на входе D1 низкий логический уровень (то есть 0). На выходе D1 соответственно единица, а на выходе D2 опять ноль, так как все это инверторы. Для разбора таких схем нужно понять роль конденсатора. Пока конденсатор не заряжен, его можно представить, как короткозамкнутый проводник. По мере заряда, ток через него постепенно уменьшается. Полностью заряженный конденсатор можно представить как изолятор или отсутствие соединения. Вернемся к схеме. В рассматриваемый нами момент времени, на правой обкладке конденсатора C1 логическая единица. То есть она практически соеденена с общим проводом. В начальный момент конденсатор разряжен. Поэтому схему можно представить так, что точка соединения R1, R2 и C1 сидит на общем проводе. При этом на входе D1 подтверждается наличие нуля. Это устойчивое состояние. Инвертор D3 еще раз инвертирует сигнал и единица с его выхода через резистор R2 заряжает конденсатор. По мере зарядки конденсатора его внутреннее сопротивление растет, напряжение в точке соединения R1, R2 и C1 постепенно увеличивается и в какой то момент оно вырастает на столько, что элемент D1 воспринимает его как логическую единицу. Все логические элементы - это пороговые устройства. Когда входное непряжение превышает порог, напряжение на выходе резко переключается в другое состояние. В нашем случае все элементы переключаются. На выходе D1 появляется логический ноль, На выходе D2 - логическая еденица. На выходе D3 соответственно опять ноль.В результате на правую обкладку C1 поступит высокий логический уровень и он начнет перезаряжаться. При этом в точке соединения R1, R2 и C1 напряжение станет даже выше, чем напряжение логической единицы, так как к высокому уровню сигнала на выходе D2 добавится напряжение на заряженном конденсаторе. Поэтому единица на входе D1 подтвердится. Это тоже устойчивое состояние и схема будет находиться в нем пока конденсатор не перезарядится. Затем процес повторится. В результате на выходе схемы мы получим прямоугольные импульсы, которыке мы можем использовать, как тактовые для работы самых различных схем. Приведеная выше схема лишь одна из многих возможных. Ниже приведены еще две схемы генераторов.
В обоих схемах в качестве инверторов применяются элементы "2И-НЕ". Для того, что бы превратить любой элемент "И-НЕ" в инвертор, достаточно соединить вместе все его входы. В последней приведенной схеме вместо конденсатора применен кварцевый резонатор. Кварчевый резонатор применяется для получения сигналов со стабильной частотой колебаний. Кварц обладает резонансными свойствами с очень высокой добротностью и стабильностью частоты резонанса. На сегодня все.
|
Автор Белов Александр E-mail: belov@selma.crimea.ua www: http://avbelov.by.ru
| http://subscribe.ru/
E-mail: ask@subscribe.ru |
Отписаться
Убрать рекламу |
| В избранное | ||
