Токхейм Р. - Основы цифровой электроники (1988)(ru) (Токхейм - Основы цифровой электроники), страница 6

Вход пробника показан слева на рис. 1.!7,6; он подключается к кон~актам 2 и 6 таймера ИС 555. Если уровень напряжения на входе НИЗКИЙ, светится нижний диод (Ов). Если же уровень напряжения на входе ВЫСОКИЙ, излучает верхний диод (0,). При разомкнутом входе светятся оба диода. Заметьте, что логический уровень на контакте 3 ИС 555 (йа вйхлоде ИС 555) всегда,щщайор" ложен" 'логическому "уровйю на входе.,этои ИС. Сл довательно, и напряжение на входе (контакты 2 и 6) имеет ВЫСОКИЙ уровень, то на выходе ИС 555 (контакт 3) уровень сигнала будет НИЗКИМ. В результате вызывается свечение верхнего светодиода (индикатора ВЪ|- СОКОГО уровня). Четыре кремниевых диода (11, — Ол), показанные на рис.

1.17,6, служат для защиты ИС от напряжений обратной полярности. Емкость предотврагцает влияние'паводок 'йа логический пробник через отсоединенный проводник ТТЛ (ЗЕМЛЯ). Контакт 5 таймера ИС 555 заземляется через резистор 1(,. Этот резистор необходим при контроле логических уровней ТТЛ, а не цифровых КМОП-схем. Логический пробник, изображенный на рис. 1.17,по разному реагирует на соответствующие уровни напряжений в режимах контроля ТТЛ- и КМОП-схем, Логические уровни для ТТЛ- и КМОП-схем показаны на рис.

1.18 в процентах от полного напряжения источника питания. Прн кон- глдвя 1 трале ТТЛ-схем', в которых всегда используется напряжение питания 5 В, логический пробник будет показывать ВЫСОКИЙ уровень при напряжениях от 2 В и выгпе'н НИЗКИЙ при напряжениях ниже 0,8 В. В лабораторном практикуме вам могут дать задание собрать логический пробник типа изображенного на рис.

1Л7 или вы получите от преподавателя готовый логический пробник для контроля цифровых схем. Инструкции для работы с логическими пробниками разных типов различаются. Поэтому внимательно изучите соответствующую инструкцию для пробника, которым вы будете пользоваться. Выполняя следующие задания, проверьте, хорошо ла вы усвоили изложенный материал, 11. Если на вход (см.

рис. 1.14) подается напряжение ВЫСОКОГО уровня, то светодиод . (будет, не будет) излучать, так как он будет включен в.... (прямом, обратном) направлении. !2. Если на вход (см. рис. 1.15) подается напряжение НИЗКОГО уровня, транзистор находится в (выключенном, включенном) состоянии, и диод (излучает, не излучает). 13. Если на вход (см. рис. 1.16) поступает сигнал ВЫСОКОГО уровня, (нижний, верхний) СИД излучает, так как его ...(катод, анод) находится под напряжением + 5 В, обеспечивающим включение диода в прямом направлении.

14. Самостоятельно собираемый студентами, показанный на рис. 1.17, можно использовать для контроля как цифровых ТТЛ-схем, так н Основные результаты главы ' 1; Анало~овые сигналы изменя1отся постепенно и цеирерывно, в то время как цифровые сгпналы прелс~авлянп ~сбой че(зедование напряжений двух дискретных уровней. называемых ВЫСОКИМ и Н11ЗКИМ 2, Во всех '.ЭВМ, в том числе и в мнкроЗВМ широко нспользу1отся цифровые схемы. Микрокалькуляторь1 тоже являются цнфровымн устройствами 3. В современной электронной аппаратуре используют как аналоговые, так и цифровые злскчрбнные схемьь 4. Величины напряжения логических уровней различны для разных семейств цифровых схем, таких, как ТТЛ- н КМОП-схем. Но все равно зги логические уровни напряженна всегда называ1от ВЫСОКИМ, НИЗКИМ ихи неопределенным. зЗ 6.

В качестве индикаторов логических уровней применяют простые цепи, собранные на светодиодах и резисторах, вольтметры илн специальньге логические пробники. В нашем лабораторном практикуме используются в основном светодиодные индикаторы. еоввз! '4яяктеоннкх фров1лх снгна- бистабилызые, асзвбнльные Э'гн мультнви" взывают фикса- то(ззми н муль- ботаюшнми ых колебаний, фровых злекгронных схему 6.

Когда для получения цифровою сигнала используется однополюсный двух- позиционный ползупковый переключатель (см. рис. 1.10), то в целях улучшения применяется фиксагор. 7. Если для генерации цифрового сигнала применяегся кнопочный переключатель (см. рис. !.! 1), то при формировании цифрового импульса обычно используется мультивибратор.

8. Асзабильный мультивибратор или генерирует непрерывную последовательность цифровых импульсов. 9. Цифровое устройство, собранное по монтажной схеме (см. рис. !.13,6), можно считать (астабнльным, биста- !О !2 !3 МИФ '' Ф.' "~~"::.Дли генерации ци ;р!:.!,*пОв применяются М'„,=,Г-':,'::: моностабильные и :"".,'4'~.!",''тнвибрато рами, ра )'*!"((((Ыгавьзе задания к изучаемой главе ,':;',;::1', Джте определения -:;-!.;:,,';. 'следующим поня. ь-",:Й::::,тням: *'!~- ' в'.

Аналоговый сиг- :;:-,'~.":;,;)6. Цифровой сигнал. ;,~...',.";Й::,„:,Изобразите цифро- ;:.,~,."':..",':Юй сигнал в виде '„': ,.'",':,непрерывной последовательности пря- ",'.;":.::;::,::: моугольных импуль- ,"...:";-,,""й(зв. Внизу проставь:"ж значения напря- ';-"- жений О В, а вверху +5 В. Укажите :.' ';:'", ВгЫСОКИЙ и НИЗ.';:,." К?ИЙ уровни. От- „': !~;:К(Фтьте логические едйницы и нули ,'-";).':Назовите какие-пи- ', л': будь два прибора, п которых используются цифровые 'злектронные схемы и которые могу~ производить математические расчеты ="4;,Назовите три изме""'! рйтельных прибора, содержащих цифровые схемы и ис:".к.".,." пользуемых техническими специалистами.

"''5; В чем причина столь широкого распространения ци- бильным) мультиви- братором. Светодиод, пока- занныйнарис. 1.14,6, излучает, ко~да входной логический переключатель со- здает (ВЫ- СОКИЙ, НИЗКИЙ) уровень напряжения. Когда на вход ло- гическо1 о переклю- чателя (см. рис, 1.16! поступает напряже- ние НИЗКОГО уровня, излучает (нижний, верхний) СИД. Для каждого лн из типов логических схем можно исполь- зовать логический пробник, пока- занный на рис.

1.17? Если на вход проб- ника (см. рис. 1.17,6) подае гся напряже- ние НИЗКОГО уровня, на контакз 3 таймера 555 по- ступает напряжение (ВЫСО- КОГО, НИЗКОГО) уровня. Это приве- дет к свечению (ннжнего, верхнего) диода. 34 ГЛАВА 1 Ответы к задаииам лла самопроверки 1. Цифрового, ВЫСОКИМ 2. Аналоговым 3. Цифровом измерительном, жидких кристаллах 4. Интегральных 5.

Микропроцессором б. ВЫСОКИЙ, НИЗКИЙ 7. Неопределенный 8. Бистабильным 9. Моностабильным 1О. Таймером; астабильным !1. Будет; прямом 12. Выключенном; не излучает 13. Нижний, анод 14. Логический пробник, КМОП- схем Глава 2 Числа, используемые в цифровой электронике 2.1. Счет в десятичной и двоичной свстемах счисления Система счисления — это код, в котором используют специальные символы для обозначения количества каких-либо обьектов.

В десятичной системе применяются символы 1, 2, 3, 4, 5, б, 7, 8 и 9. Общее количество символов в десятичной системе равно 10, и поэтому ее иногда называют системой счисления с основанием 10. В двоичной системе счисления используются только два символа — 0 и 1, и поэтому ее иногда называют системой счисления с основанием 2. На рис. 2.1 количеству монет, изображенных кружками, поставлены в соответствие их обозначения в десятичной и двоичной системах счисления. Символы десятичной си- Система счислении Систем» счислении с основанием 1б дванчнан система счислении Снсмма счислении с лкновааиелл 2 Символы деолтичнай она емы О меалы длани ой системы Моне~ы е ф 1 фф г ффф 3 фффф 4 ффффф б ф ффффф б ффффффф ффффф ффф б ффффффффф 9 1ОО 1Е1 11О Рнс. 2Л. Символы ллн кол- счета количества какие-либв облектов. 1ОСО ЮО1 ВОльпппйкп31' 333О.'Зсй Й!О34333к333О 3юим"'3 Вас.

сс 3и ЙЙ3 скажс33:. ч 3О 33К1сс3С 9 цснгоб, Йоскольку 9 33О число 33есн3333393л3313 с31счсмы с333лэ3с33319, сжйэн1ст3О ЙСПОЛЬЧусыой ЯССМЙ ЙЙМЙ. 31О Ь 333133131313ВЬЗК лс31лойс 3ЯЙХ 33!133Л13333Я3331 33933 укх 11С333а31йуюн СЙСЗС111 СЧ33С.'СЙЙЯ, 33:"'3Ь33ЙЗС319Ь~ 33л3333т333333., Я 3 33313331нэ333Я3 .'9Влл! Й МБКР31333Ч3~33ССС31133333Л СЙС11 КЫ 1 1Й 3Б Л3.'11 Й~ 3 СНЗС 3133331 КС Г1Я33ЙЗЧЗО н С3!Стлы му неесн3нойлннне!3нчн3 лк Все.

кчо собсцгю сй 3бслужювазь 33ыф1ЙЗЯЗЙ~ Й3ск- 313ОБЙЬ1С уС31лОЙС199, 33О33ЖЙЬ1 9333333Ч КЙК 31рс0бглач3'333333333Ь '3ЙСЛЗ Йз прЙЙЬт- 31ОБ Д.*!Я БЙС Дл СЯЧ Й'3ЙОЙ СЙС 3 СМЫ 13л3ЙС ЛГЙ!ИЯ Я ДЙОЙ'3ЙУЮ П.1Й ПЛЗС 3палда13ы 31Й 3лу3О. Нэучня 319 3 Л3333!Ч Ь34 33ау Й: 313СЬ Прсобрйсобмб 33Ь ллб333Ч33333 дсся'3ичнь1с '"3нс*'39 Б ЙЙОЙчпь3с Й лЙОЙч3ЙКс Я;ысй33лйыс Вы 6,"23С3с лмс33. ЙсйсбО33ить числа 33з:333333"3333~11 с3ю!смь3 13 Йм3:3319,33331тсР33ч33Я333 Й 333О6О1ж'3 а 3Йкжс я ЙЗЙЙЙО п1Й Обрл 3ОЯ!Яка 3ь '3исла дссяенчйой Й 333сс313Й333Й31с3ЙРЗБОй снс 3'см, 36 гялвл з стемы, которые мы обычно используем для обозначения количества предметов от 0 до 9. приведены в левом столбце, а в правом указаны символы двоичной системы, которые также применяют для обозначения количества предметов от 0 до 9. Заметим, что обозначения «ноль монет» и водна монета» в двоичной и десятичной системах совпадают. Две монеты обозначаются двоичным числом 10 (читается «один-ноль»).

Для обозначения девяти монет используется двоичное число 1001 (читается «один-ноль-ноль-один»). Чтобы успешно работать с цифровыми электронными устройствами, вы должны твердо запомнить символы двоичной системы, применяемые для подсчета количества предметов по крайней мере до 9. ыс*.ив и Выполняя следующие задания, серо«врете, хороисо ли вы усвоили изложенный мапсернал. 1.

Двоичная система счисления иносда называется системой 2. Десятичное число 8 эквивалентно двоичному числу 3. Двоичное число 0110 эквивалентно десятичному числу 2.2. Вес разряда Представьте себе, что официант в ресторане просит вас оплатить счет на 2 доллара н 43 цента. Всем известно, что зто равно 243 центам. Однако вместо того, чтобы дать официанту такое количество мелких монет, вы, вероятно, расплатитесь с ним примерно так, как показано на рис. 2.2: двумя долларовыми бумажками, четырьмя десятицентовыми монетами н' тремя монетами по одному центу.

Этот с,юии '.. ~®.©.еее Рис. К2. Пример, иоисииюи!ий иоюиие «иес разридае. 37 числа В циФРОВОЙ электРОники пример с деньгами иллюстрирует очень важное понятиеввс разряда. Возьмем десятичное число 648 (рнс. 2.3). Цифра 6 обозначает число 600, так как по своему положению она занимает третий разряд слева от десятичной точки. Цифра 4 представляет число 40, так как она занимает второй разряд слева от десятичной точки. Цифра 8 представляет число 8, поскольку она находится в первом разряде слева от десятичной точки. Таким образом, все число 648 представляет собой сумму шести сотен, четырех лесятков н восьми единиц. Э гот пример иллюстрирует понятие веса разряда, т. е. различной его значимости в десятичной системе счисления. Вес разрниа Ф Рис. 2.3. Веса разрнлов в лесатичнеа системе счислении. са десат е еаа аа В двоичной системе также используется понятие веса разряда.