Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 2. Проектирование устройств на цифровых ИС (1987) (1092082), страница 19
Текст из файла (страница 19)
2.41,а показаны две сдвоенные логические схемы И-ИЛИ-НЕ с двумя входами. При проектировании логической системы микросхемы при необходимости можно объединить в один блок. 5Н 7 ° 5СН 5Н7 57Н 5Н7453Н 55 75НН Рис. 2.41. Логические элементы И-ИЛИ-ИЕ в микроахемах серии 7400. и-2 элемента И-ИЛИ.НВ с двумя входами, один иа которых расширяется ло ИЛИ; б — элементы такие же, как на и, но беэ расширения но ИЛИ; а — 4 элемента И-ИЛИ-НИ с двумя входами, одни расшнряемыа по ИЛИ; а — элементы такие же, как на а, но беэ расшврения во ИЛИ.
На рнс. 2.42 показано, как такое наращивание осуществляется практически. Показана принципиальная схема сдвоенной микросхемы И-ИЛИ-НЕ с двумя входами, левая часть которой позволяет провести наращивание. К левым входам с целью наращивания подключена микросхема ЬХ74бОХ. Микросхема ЯХ7450 (в верхней части структурной схемы) реализует функцию И с помощью двух транзисторов Т1 и Т4, которые образуют многоэмиттерный вход. Эти два транзистора нагружены на два других параллельных транзистора, с помощью которых реализуется функция ИЛИ-НЕ.
Как можно убедиться, действительно реализуется функция ИЛИ-НЕ, так как, когда один или оба транзистора отперты, уровень сигнала на выходе низкий. Увеличивая число параллельно включенных транзисторов, можно увеличить число логических элементов ИЛИ. Эта возможность осуществляется благодаря внешним выводам об- Е С5 сЫ $ с ~ Ю 3 $ 9 и Ы б~ 6 Я я = к И 5 о 3 а. " о Ы к Й о КМ о о В Ф Ф Я $ Щ У ~ Й а ф ~О с.
Ф Н С4 ь р, С4 о а 127 Логические схемы и области их применения щего эмиттера и общего коллектора транзисторов Т2 и ТЗ в левой части схемы. К этим выводам, предназначенным для наращивания, можно подключить третий, четвертый или пятый параллельные транзисторы, перед каждым из которых тоже должен быть включен транзистор с многоэмиттерным входом (на рисунке показаны две схемы И; каждая из них имеет четыре входа). В схему можно включить еще одну микросхему ЬХ7450, поскольку общий эмиттер и коллектор новой схемы тоже выведены наружу. Выход параллельно включенных микросхем 5517450 может оставаться ненагруженным. Наконец, к транзисторам, которые для получения функции ИЛИ-НЕ соединены параллельно, подключен выходной каскад с трехстабильным выходом. Собранная таким образом схема (рис.
2.42) представляет собой сдвоенную логическую схему И-ИЛИ-НЕ с двумя входами, которая совершенно идентична схеме рис. 2.41, а. Два элемента И-ИЛИ-НЕ с двумя входами на элементе И включены в ИСЗХ7451)ч(. Последнюю наращивать уже невозможно. В серии 7400 имеется учетверенная микросхема И-ИЛИНЕ с двумя входами, которая допускает наращивание способом, показанным на рис. 2.22.
Микросхема ВХ745451, представляющая собой также 4-элементную логическую схему И-ИЛИ-НЕ с двумя входами, дальнейшего наращивания не допускает. Из элементов описанной серии можно собирать множество самых различных логических схем, часть из которых мы рассмотрим ниже. 2.28. Селекторы (канальные коммутаторы, мультиплексоры) Селектор (канальный коммутатор или мультиплексор) в принципе работает так же, как переключатель каналов, широко используемый в радиотехнических устройствах.
Если такой переключатель установить в некое положение и, то нз группы, состоящей из нескольких каналов, будет выбран (селектирован) именно данный один канал. Другими словами, сигнал, поступающий из данного канала, будет передан переключателем дальше. Сигналы других каналов переключатель дальше не передаст. При этом совершенно не важно, является ли сигнал аналоговым или цифровым. В селекторах, или, как мы говорим, канальных коммутаторах и мультиплексорах, собранных из логических элементов И-ИЛИ-НЕ, сигнал, несущий информацию, всегда имеет логическую форму; это значит, что он может принимать только два значения: либо логического О, либо логической 1.
Помотрим, как работает селектор, или канальный коммутатор на логических элементах И-ИЛИ-НЕ, показанный на Г28 Глава 2 рис. 2АЗ. Сначала будем рассматривать только верхнюю часть схемы Н1. Мы знаем, что когда на обоих входах элемента И сигнал высокого уровня, то на выходе будет также сигнал высокого уровня. Если на одном из входов сигнал низкого уровня, то на выходе сигнал будет тоже низкого уровня. Таким образом, элемент И в отношении сигнала низкого уровня на обоих входах действительно реализует функцию И, а в отношении сигнала высокого уровня на одном из входов тот же элемент реализует функцию ИЛИ.
С этим обстоятельством мы с'АдГ/ Вход инсроо- национнснй й (Н) Лл ГН) Вход инртой ноционный Вход ин4оор ноционнийВ1В л ВГН! Рис. 2ЛЗ. Коммутаторы каналов 1мультинленсоры, селекторы) и таблица истинности. познакомились еще в томе 1. Проиллюстрируем еще раз состояния входов и выходов на таблице истинности. Рассматривая таблицу, можно заметить следующее: когда сигнал выбранного канала А имеет высокий уровень Н, то на выход проходит информация с входной линии А.
Если же сигнал выбранного канала А имеет низкий уровень Т., то информация с входной линии на выход элемента И не проходит, поскольку при А=1. сигнал на выходе элемента И тоже имеет низкий уровень. Стрелки на таблице показывают, как логический элемент И выполняет функцию селектора. Итак, согласно таблице, имеем: если Т.А=Н, то при входном сигнале уровня Т.
на выходе получим сигнал уровня Ь, а при входном сигнале уровня Н на выходе будет сигнал уровня Н. Если Т.А=Т., то на выходе всегда будет сигнал уровня Т., независимо от того какой уровень сигнала на входе. То же самое можно сказать и о нижней части схемы, так как она совершенно идентична верхней. Выходы обоих элементов И подключены к элементу ИЛИ-НЕ, который в зависимости от того, какой из подключенных элементов селектирован, инвертирует его сигнал и передает дальше на выход.
Таким -образом, видим, что получен действительно селектор, или ка- .нальный коммутатор. !29 Логические скемы и области ик применения Число входов канального коммутатора не ограничивается двумя. Можно, например, селектировать один канал из четырех, как показано на рис. 2.44 с использованием ИС 51к17454Х, или один из еще большего числа каналов, для чего элемент ИЛИНЕ должен иметь дополнительные входы.
При таком наращи- Рис. 2.44. Коммутатор каналов 1селектор) на элементе И-ИЛИ-НЕ ЯХ745474. ванин надо позаботиться о том, чтобы соединительные линии были по возможности короче. Сказанное о работе простого коммутатора можно проверить экспериментально. 2.29. Простой канальный коммутатор на ИС 51т17451Х На рис. 2.45 приведена схема канального коммутатора, в котором использован сдвоенный логический элемент И-ИЛИНЕ. На информационных входах А и В могут появляться либо 1, либо О, которые получаются переключениями выключателей 51 и 52.
Когда выключатели разомкнуты, линии через резисторы 2К2 получают напряжение +5 В. В этом состоянии линии посылают на входы канального коммутатора сигнал 1. Если замкнуть выключатели, то линии соединяются с шиной заземления и информационные входы канального коммутатора получают сигнал О. Селектирующие входы на схеме обозначены 7А и ВВ (сигналы выбранных каналов А и В). На эти входы сигналы поступают от переключателя 53. Если в цепи переключатель одного из селектирующих входов разомкнут, то сигнал на этом входе будет иметь уровень Н, так как через резистор 2,2 кОм вход соединен с линией питания +5 В.
На другом селектирующем входе в этой ситуации сигнал всегда будет Глава 2 иметь низкий уровень (логический О), потому что линия к нему замкнута на землю. Посмотрим теперь, как поведет себя схема, если переключатель селекции установлен в положение, показанное на рис. 2.45. Заметим, что для удобства эксперимента к выходу канального коммутатора подключен индикатор, позволяющий воочию наблюдать за работой схемы при разных положениях 'ХВ Рис. 2.45. Коммутатор каналов на двух элементах микросхемы 75Е551Х (51474511Ч). переключателя.
В положении переключателя 53, показанном на рисунке, ЬА=Н и ЕВ=Ь. В этом положении должен селектироваться верхний канал, а нижний оставаться в неприкосновенности. Проверим это. Когда выключатель 51 разомкнут, сигнал на входной линии А имеет высокий уровень, т. е. А = Н. Уровень сигнала на входе ЕА тоже высокий, поэтому и на выходе Л'1 элемента И уровень сигнала высокий. Поскольку один из входов элемента ИЛИ, обозначенного 01, получает сигнал Н, уровень сигнала на его выходе будет В. На нижнем элементе И уровень сигнала на вход ВВ низкий, следовательно, и на его выходе Н2 уровень сигнала низкий. Теперь, что бы мы ни делали с выключателем 52 в линии В (его положения могут быть либо О, либо 1), на выходе У2 ничего не изменится.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
