Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 2. Проектирование устройств на цифровых ИС (1987) (1092082), страница 14
Текст из файла (страница 14)
2.14. Микросхема 8й1741.802Х (8Я7402Х) в режиме ИЛИ-НЕ для сигнала уровня Н и в режиме И-НЕ для сигнала уровня Ь Для изучения свойств ИС ИЛИ-НЕ была собрана экспериментальная схема, как показано на рис. 2.19. В описываемых экспериментах использован только один элемент ИЛИ-НЕ из четырех имеющихся в корпусе 741.802. Как видно из схемы, на входы элемента ИЛИ-НЕ подаются переменные А и В.
Сигнал А имеет высокий уровень, когда переключатель 51 находится в положении 1, и тот же сигнал А имеет низкий уровень, когда переключатель переводится в положение О. Для переменной В справедливо то же самое: когда переключатель 52 находится в положении О, сигнал В имеет низкий уровень, а когда переключатель переводится в положение 1, сигнал В имеет высокий уровень. Высокий уро- Глава 2 90 ,углу суету Рис.
2Л9. Экспериментальная схема (а), подтверждающая, что элемент ИЛИ-НЕ ТТЛ по отношению к сигналу уровня Н реализует функции ИЛИНЕ и И-НЕ по отношению к сигналу уровня Ь; б — таблица истинности н таблица условных обозначений; в — корпус микросхемы с двухрядным рас. положением выводов. вень на выходе соответствует +5 В, низкий уровень — 0 В.
К выходу ИС ИЛИ-НЕ, как и раньше, подключен индикатор, который показывает, какой уровень сигнала на выходе— высокий или низкий. Так как мы имеем дело с двумя переменными, то возможными являются 4 комбинации нулей и единиц (двоичных последовательностей): Если эти 4 комбинации устанавливать с помощью переключателей, то окажется, что сигнал на выходе ИС ИЛИ-НЕ будет иметь значение Ь (низкий уровень), когда положения А 91 Логические схема и облосги их лримененил или В или оба одновременно будут соответствовать 1, т.
е. при сочетаниях 01, 10, 11. Если оба переключателя находятся в положении О, уровень сигнала на выходе будет высоким и лампочка индикатора будет светиться. Таблица истинности для этого случая показана на рис. 2.19,б. Таким образом, в отношении сигнала Н схема ведет себя как ИЛИ-НЕ, а в отношении сигнала Ь вЂ” как И-НЕ. Этим подтверждается сказанное в гл. 2 первого тома. На рис. 2.19,б в таблице показаны также состояния индикаторной лампочки. Она светится в одном случае, а именно когда сигнал на выходе В имеет высокий уровень. Во всех остальных случаях она не горит. 2.15.
Два элемента ИЛИ-НЕ в корпусе ЬМ741.802 в режиме триггера Чтобы получить триггер, надо соединить между собой две ИС, как показано на рис. 2.20. Триггер, собранный на ИС ИЛИНЕ, тоже называется Вй-триггером, так как он имеет два входа — вход установки и вход сброса. Когда на вход триггера (ввода) подается логическая 1, уровень сигнала на выходе становится высоким 1Н), т. е. Я1Н) =Н; Я1Ь) =Ь.
Сигнал, поступающий на вход сброса, возвращает триггер в состояние 0 1снгнал на выходе соответствует логическому 0), т. е. Я(Н) = =1; Я11.) =Н. Рис. 2.20, Триггер иа элементах ИЛИ-НЕ. Использованы дие микросхемы 74Ь$02М ($1Ч7402Х). 92 Глава 9 Для уяснения принципа работы схемы предположим, что триггер находится в состоянии 0 и оба переключателя 51 и 52 замкнуты (находятся в положении 0). В этом положении Я(Н)=(.; это означает, что входы 5 и 6 ИС Н2 получают сигнал низкого уровня В. Сигнал на выходе ИС Н2 имеет высокий уровень, и, следовательно, такой же уровень получает сигнал на входе 3 ИС У1. Поскольку ИС Н1 в отношении сигнала Н выполняет функцию ИЛИ-НЕ, то, как было показано выше, на выходе Я(Н) =В.
Это состояние триггера устойчивое. Здесь можно заметить, что верхний элемент ИЛИ-НЕ в состоянии О выполняет ту же функцию в отношении сигнала Н, а нижняя ИС У2 выполняет функцию И-НЕ в отношении сигнала Ь. Если теперь разомкнуть переключатель 51, то один из входов ИС У2 получит сигнал высокого уровня Н и, следовательно, на выходе будет сигнал низкого уровня (.. Выход Я(Ц подключается к входу 3 ИС Ж1. Сигнал на входе 2 имеет низкий уровень (., поэтому на обоих входах ИС У1 появляются сигналы низкого уровня 1.; это означает, что на выходе Я(Н) =Н. Выход Я(Н) подключается к входу 5 ИС У2.
Поскольку уровень сигнала на этом входе стал высоким, то это означает, что сигнал на выходе будет низкого уровня, т. е. Я(Ц =(.. Мы видим, что линия (Н) на входе 5 взяла па себя функцию переключателя 51 (сигнал А). Если теперь вернуть переключатель 51 в положении О, то триггер остается в положении 1. Возврат в положение 0 достигается путем переключения сигнала низкого уровня на входе 2 ИС У1 на высокий Н.
Теперь сигнал низкого уровня будет на выходе Я(Н). Поскольку сигнал такого же уровня передается на вход 5 и 6 ИС Н2, на выходе Я(ь) уровень сигнала становится высоким. Сигнал на входе Я(~) берет на себя функцию сброса ИС У1, вследствие чего триггер остается в нулевом состоянии и в том случае, если переключатель 52 (сигнал В) возвращается в положение О. За работой триггера можно понаблюдать, подключив к выходам Я(Н) и Я(Ц два индикатора, как показано на рис.
2.20. Индикаторы, безусловно, подтвердят все описанное выше. Правда, надо позаботиться о том, чтобы переключатели 51 и 52 сразу после срабатывания возвращались в исходное положение, потому что если оба они получат сигналы высокого уровня (А и В), то триггер окажется в неопределенном состоянии, при котором сигналы обоих выходов станут низкого уровня Ь.
Заметим, что триггер, составленный из логических ИС ИЛИНЕ, можно перевести сигналом Н в оба состояния; и в состояние 1 (ввод), и в состояние 0 (сброс). Сигналы ввода и сброса не должны быть одинаковыми по полярности, потому что это Логические схемы и области их нримененик приведет триггер в неопределенное состояние (об этом уже упоминалось). Таблицу истинности для триггера, составленного нэ ИС ИЛИ-НЕ, можно записать в виде О 1 1 1 О О Неопредел. Неопредел. Здесь А — сигнал ввода,  — сигнал сброса, Яч — исходное состояние, 1,1,+~ — новое. 2.16.
Логический элемент ИЛИ, увеличение числа входов Логический элемент ИЛИ можно реализовать и по ТТЛ, и по КМОП-логике; он отличается от элемента ИЛИ-НЕ лишь тем, что к его выходу обязательно подключается внутренний инвертирующий каскад. Упомянутые выше серии микросхем включают такие элементы, реализованные и по ТТЛ, и по КМОП-логике. Элементы ИЛИ легко наращиваются, что позволяет при необходимости получать логические устройства с множеством входов, как показано на рис. 2.21. Выход первого элемента соединяется с входом второго, выход второго — с входом третьего и т.
д. Поскольку элементы ИЛИ соединяются каскадно (последовательно), то, естественно, в таком же порядке нарастает суммарная задержка, Коэффициент задержки равен числу каскадов в общей цепи. Чтобы получить эффект увеличения числа входов путем каскадного наращивания элементов ИЛИ-НЕ, каждый элемент должен иметь дополнительный инвертор, как показано на рис 2.21,б. Такая схема увеличения входов менее привлекательна, чем изображенная на рис.
2.21,а, так как приводит к усложнению цепей. Глава 2 лй)т) ЮГ)Г) СГ))) .х)Г))) .чГ))) ВГю СГ))) .2Ф) Е(н1 лтьт' )те...ед' ц АГнг гГ))) СГ))) ЮЮ Е(Ц .. +Ее'х) Рнс. 2,21. Увелнченне чнслл входов элементов ИЛИ н ИЛИ-НЕ. .и — е помощью элементов ИЛИ;  — е помощью элементов ИЛИ-НЕ; е — е помощью элементов ИЛИ.НЕ)И-НЕ. Наконец, для получения эффекта увеличения числа входов можно использовать также комбинации элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ, И в этом случае потребуются дополнительные инвертируюгцие каскады, а на свободные входы элементов И-НЕ должны поступать активные переменные низкого уровня.
Лосические схемы и области их применения 2.17. Биполярные триггеры с двумя устойчивыми состояниями Передача двоичной информации в логической схеме с помощью ключевых элементов может вызвать определенные трудности, которые связаны с неизбежными переходными процессами при коммутациях. Последовательность логических единиц и нулей получается именно благодаря коммутациям элементов схемы с помощью переключателей, каждый из которых после очередного переключения должен прийти в устойчивое состояние. Переходные процессы могут вызвать сбои в последовательности кодовых посылок, что в особенности нежелательно для электронных счетчиков. Сбой, вызванный переходным процессом, может, например, привести к тому,.
что блок кодовых посылок будет воспринят как обратный. Это нежелательное явление можно исключить, если после переключателя включить триггер. Схема включения показана на рис. зн ниааи-тнаии Г <Н) х а/ Рнс. 2.22. Переключатель с подавителем переходных процессов и неактив- ным и активным выходами. а — егезга переключателя на триггерах; б — условное обозначение переключателя.
2.22, Триггер собран нз двух элементов И-НЕ. Мы уже знаем,. что таким триггером можно управлять (запускать и сбрасывать) импульсами низкого уровня 7.. Так именно н работает приведенная схема. Если при переводе переключателя из одного положения в другое возникают переходные процессы в виде дребезгов. контактов, то на работу триггера это никакого влияния не оказывает, так как любое положение переключателя приводит к устойчивому состоянию реле, которое можно изменить на противоположное только путем переключения контактов переключателя, Триггер имеет два выхода, поэтому для его управления можно пользоваться сразу двумя разнополярными сигналами переключателя, Разумеется, можно использовать так- Глава 2 же триггер на ИС ИЛИ-НЕ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
