Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 1. Основы цифровой электроники на ИС (1987) (1092081), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Этот вывод особенно полезен при изучении практических логических схем, разработанных другими авторами с учетом указанных выше соглашений. В предыдущих разделах мы уже говорили о логических входах для сигналов низкого и высокого уровня. Схема И для сигналов высокого уровня ведет себя как схема ИЛИ для сигналов низкого уровня, а схема ИЛИ для сигналов высокость уровня эквивалентна схеме И для сигналов низкого уровня. Эти отношения эквивалентности реализуются с помощью одного типа схем.
Способ применения такой схемы зависит от уровня соответствующих сигналов на входах и от того, что требуется получить на выходе. Если доля сигналов с требуемой полярностью, используемых для управления данным входом, составляет 50% и если то же самое выполняется для требуемой полярности выходного сигнала, то безразлично, используем ли мы этот вход с сигналом высокого или низкого уровня.
Однако конкретные электронные схемы, которые реализуют одинаковые функции с Н- и Е-входами, существенно отличаются друг от друга. Одна из ннх будет фигурировать в справочнике фирмы-изготовителя как схема И в положительной логике, а другая — как схема ИЛИ в отрицательной логике. Отсюда очевидно, что очень важно указать внутри и вне функционального блока, как будет использована данная схема, и без такого описания функции конкретная логическая схема останется непонятной. Эта задача решается с помощью развернутого названия, присвоенного схеме фирмой-изготовителем. Для согласования сигналов после выбора элементарных схем можно использовать инверторы, включенные между двумя логическими функциями.
Если на одном из выходов появляется сигнал А(ь), мы помещаем полустрелку на входе инвертора. При этом на соответствующей сигнальной линии снова. появятся два индикатора полярности. На выходе инвертора этот о В соответствии с ГОСТом 2П43-82 индикатор полярности применяется н схемах, где присутствуют элементы с положительной и отрицательной логикой.
Он ставится у вывода, для которого действует отрицательная логика. В пределах одной логики применяется только инвертор. — Прим. ред, Глава л знак будет отсутствовать так же, как и на входе управляемой схемы. Если на выходе появляется сигнал А(Н), полустрелка помещается на выходе инвертора. Вход управляемой схемы уже снабжен знаком полярности, т. е. на линии связи между выходом инвертора и входом управляемой схемы мы опять получим два индикатора полярности и поэтому мы их удаляем.
Если вернуться к старой системе обозначений, т. е. не удалять два индикатора полярности, возникнет нарушение существующего соглашения и станет неясно, имеем ли мы дело с согласованием сигналов или же с отрицанием. Это нарушение соглашения не затронет функционирования логической схемы. На рис. 2.34, г еще раз приведена практичсская логическая схема, однако теперь в символах системы пн)зрес и системы обозначений сигналов, которая уже обсуждалась.
Выше уже говорилось о том, что для тех схемотехников, которые привыкли к старым символам, переход к символам МЭК не составляет особого труда. Примером такого перехода являются рис. 2.34, в и г. Символы системы пп!зрес для обозначения различных функций имеют отличительные формы, в то вречя как в системе обозначений МЭК различия между функциями отображаются с помощью специальных символов илн знаков, помещенных внутри функционального блока, квадрата или прямоугольника.
Кроме того, мы знаем, что индикатор полярности представляется в системе т)!зрес в виде кружка, а в системе МЭК вЂ” в виде полустрелки. В системе пп!зрес не используются обозначения !'Ц и !'Н) после наименования сигнала. Это затрудняет интерпретацию понятия «истина» на языке логических уровней напряжения, как видно на примере выхода схемы К (рис. 2.34, г).
Если поместить над АВС вторую черту отрицания, это будет означать, что полученный сигнал на выходе ямеет низкий уровень. Впрочем, это следует из обозначений индикаторов полярности, помещенных на выходе данной схемы. Двойной знак отрицания может потребоваться на входах, чтобы показать, что переменная после отрицания имеет здесь низкий уровень. Для схемы 1. переменные В и С необходимо будет представить в виде В и С.
Однако очевидное различие между А!'Н) и А!У.), которое наблюдается в системе МЭК, здесь не проявляется, так как для обеих переменных имеется только одно обозначение, т. е. А. Для схемы К необходимо использовать черту отрицания, потому что отрицание здесь указано в явной форме. Для схемы ! необходимо указывать, что соответствующий сигнал имеет низкий уровень.
В предыдущих разделах этой главы мы рассматривали ме- Элементарньге логические схемы 97 тодику, которая применяется в цифровой технике и при этом предполагали, что будем работать в рамках положительной логики. Эта логика широко применяется на практике, потому что базовые элементы ТТЛ и КМОП описываются фирмами-изготовителями в составе функций типа И и ИЛИ именно на языке положительной логики.
Если по каким-то причинам (например, как дань традиции) потребуется использовать отрицательную логику, в рамках системы МЭК это можно сделать без особых усилий. С другой стороны, в системе пп!зрес такая операция связана с существеннымп изменениями.
Как видно из предыдущих разделов, для положительной логики выполняются следующие соотношения: Система Система МЭК пиырес А истинное ЕЕ А (Н) А А истинно=о А (Е) А А истинно=-Н А (Н) А А истинно=с А (Е) А Дли отрицательной логики выполняются следующие соотношения: ииЬрес А А истинно=Н МЭК А истинно=с А (Е) А(Н) А А истинно=с А (Е.) А А истинно=Н Л (Н) А Таким образом, при переходе от одного типа логики к другому в случае системы МЭК изменений нет, а в случае системы ш1)зрес они весьма существенны.
Еслн в положительной логике мы обозначаем переменную через А, то в отрицательной логике она превращается в А и наоборот — А превращается в А. Заменив элементы с положительной логикой на рис. 2.34,г на новую схему с отрицательной логикой, мы получим практическую схему, показанную на рис. 2.34, д. По сравнению со схемой с положительной логикой в данной схеме индикаторы полярности (кружки) перемещены со входов схем ИЛИ-НЕ на входы схем И-НЕ, а в случае схем синверсным выходом — со входа на выход и наоборот. Схема И справа внизу на этом рисунке имеет теперь индикаторы полярности как на входе, так и на выходе.
Здесь также выполняется правило: если индикаторы полярности находятся в начале и в конце сигнальной линии связи, речь идет о согласовании уровней сиг- Глава 2 палов. Если же индикатор полярности встречается в линии только один раз, то имеется,в виду отрицание. Схемы, приведенвые на обоих рисунках, являются идентичными. В этом можно убедиться, применив таблицу эквивалентных замен, показанную на рис. 2.34, д. Здесь рассмотрена схема, известная в справочнике как схема И-НЕ с положительной логикой. Такая схема И-НЕ для сигналов высокого уровня реализует функцию ИЛИ-НЕ для сигналов низкого уровня. Как уже было сказано выше, в схеме с отрицательной логикой мы перемещаем индикаторы полярности так, чтобы функции, которые в Рис. 2.35. Использование наименований сигналов в логической схеме.
и — общая форма; б — более детализироваииая форма для момеятов времеви Тм Т, и Тв таблице связаны между собой с помощью стрелок, оказались эквивалентными. Хотя с логической точки зрения обе схемы реа. лнзуют одну и ту же операцию, представления отдельных элементов в них совершенно различвы. Когда мы переходим к схеме с отрицательной логикой, это необходимо указать рядом со схемой. В отсутствие такого сообщения можно сделать ошибочный вывод о том, что в данной схеме используется положительная логика.
2.14. Семантика обозначений В предыдущих разделах мы обозначали входные переменные и выходной сигнал логической схемы через А, В и Р соответственно. Эти отдельные буквы не говорят нам почти ничего относительно характера входйых переменных. В цнфровой электронной системе со сложной структурой сигналам необходимо присваивать такие логические наименования, которые имеют оп. ределенную связь с действительностью. Так, для обозначения сигнала ! !СНТ можно использовать в качестве логического имени либо полную форму 1!СНТ, либо сокращение ЕТ.
Элемеитариае логические схема 99 На рис. 2.35 дан пример семантического наименования логических сигналов, которые являются входными переменными схемы И-НЕ. Предполагается, что входной сигнал РР (1о1об!од) поступает с фотодиода, облучаемого импульсами света. Второй сигнал Т, является управляющим импульсом, который пропускает сигналы с фотодиода в требуемый момент времени. В данном случае нас интересует только тот момент времени, когда фотодиод «видит» свет. Итак, тот сигнал, который приходит с фотодиода, мы называем РР, а управляющий сигнал— Та т. е. сигнал в момент времени О.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
