Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 2. Проектирование устройств на цифровых ИС (1987) (1092082), страница 21
Текст из файла (страница 21)
а — схема; б таблица истииаоста. на выходе низкий. Для этой схемы справедлива таблица истинности на рис. 2.50, б. На схеме на рис. 2.51 к входам обоих элементов У! и й72„ выполняющих функцию И, поданы сигналы А В и А В. Схема очень похожа на приведенную на рис. 2.48,в. Отличие лишь в нч и ~н7 авгцн) в ~н7 и о~ лвелва~ И2 мн) лв~н) 'Ваб 74555!И 5И 74 5 1И а Рис. 2.51. Компаратор иа влемеитах микросхемы 741.55!Х (81474511Ч).
а — саема; б — таблица истиииости. том, что после элемента И нет дополнительного инвертора. Его отсутствие сказывается только на полярности выходных сигналов. 2.34. Компаратор на трех микросхемах 741.5011ч и монтажном ИЛИ На рис. 2,52 приведен компаратор, в котором использованы три микросхемы 745501. Эти микросхемы имеют открытый коллекторный выход. Они образуют такую же схему сравнения, как показанная на рис. 2.48.
Сравним теперь две группы схем (в каждой из которых имеются три двухполюсных выключателя). Можно сразу заметить, что, когда двоичные комбинации двух групп одинаковы, сигнал на выходе схемы сравнения дает ло- ° 5В 5В хл 5В +5В УХ 55 01Н |9 ~о О Рнс, 2.52. Экспериментальная схема компаратора с тремя мнкросхемамн 741.801И. К выходу ковваратора водключав ввдвкатор. Глава 2 140 гическую 1. Это можно установить по загоревшейся индикаторной лампочке на выходе схемы. Если же двоичные комбинации неодинаковы, то лампочка гаснет.
Эта простейшая схема позволяет наглядно показать, как работает компаратор, сравнивая сигналы, различающиеся по числу бит. Если А1 и В1 имеют одинаковые (высокие или низкие), уровни, то сигнал на выходе имеет высокий уровень. Наконец, когда уровень сигнала на выходе элемента И низкого уровня /, то иа выходе схемы уровень сигнала будет Н. Если А2 и В2 и одновременно АЗ и ВЗ попарно одинаковы, например имеют уровень /. или Н, то тогда не только сигнал первого элемента (/1, но и второго, и третьего ((/2 и (/3) имеет высокий уровень Н.
На общем выходе уровень тоже высокий, и лампочка индикатора загорается. Если положение данной пары переключателей (например, А2 и В2) неодинаково, т. е, если уровни сигналов неодинаковы, то один из входов элемента ЖЗ и один из входов элемента Ж4 получают сигнал низкого уровня. Это означает, что на обоих входах элемента 02 сигнал имеет высокий уровень, и, следовательно, уровень сигнала на выходе 1/2 низкий и на общем выходе уровень сигнала тоже низкий. Индикаторная лампочка гаснет. Монтажная функция ИЛИ здесь по отношению к сигналу /. является функцией ИЛИ-НЕ. Транзистор в конечном каскаде элемента 02 замыкает выходную линию на землю, независимо от того что сигналы на выходах 1/1 и (/3 имеют высокий уровень.
Приоритет получил сигнал с низким уровнем. Микросхема 74ЕЬ01Х вЂ” это 4 элемента И-НЕ с двумя открытыми коллектор- ными выходами. Микросхему 74ЕЬООХ здесь применить нельзя, поскольку элементы И-НЕ в ней имеют двухстабильные выходы. Использованный в нашей схеме элемент монтажного ИЛИ по отношению к сигналу высокого уровня реализует функцию И. В этом случае говорят о «монтажном И», или о функции монтажного И для сигнала Н, что физически эквивалентно функции монтажного ИЛИ по отношению к сигналу /.. Об использовании функции монтажной логики свидетельствует условный знак рядом с обозначением элемента И или ИЛИ (рис. 2.52).
2.35. Дешифраторы В логических системах дешифраторы применяются очень часто. Наиболее характерный пример — это схемы для преобразования двоичной цифровой информации в десятичную, что необходимо, например, в электронных часах. Другой пример— дешифровка информации, содержащейся в программах для ЭВМ. Вычислительное устройство имеет программный регистр, в котором записана информация о задачах, подлежащих реше- ,4тсго ылтр лгсщ (4б Рис. 2.53. Дешифратор в ИС и его таблица истинности (микросхема 741.542Ы). Глава 2 !42 нию, Дешифратор, связанный с регистром, выдает на вычислительное устройство машины команду к действию, если записанная двоичным кодом программа указывает, что такая операция должна быть выполнена.
Схемы декодирования на элементах ТТЛ и ИС со средней степенью интеграции выпускаются разными фирмами. Пример см. на рис. 2.53. Это дешифратор 1 из 10 с десятью выходами. Чтобы получить десять различных комбинаций, двоичная последовательность импульсов на входе должна состоять из 4 бит. На рис. 2.53 четыре линии входа двоичной информации обозначены соответственно А, В, С и В. Управляющие сигналы, необходимые для дешифровки, вырабатываются в самой ИС, что позволяет ограничить число выводов двухрядного корпуса.
Управляющие цепи можно ограничить одннм-единственным входом, для чего в корпус с двухрядными выводами помещают дополнительный инвертор. Схемы обращения в ИС вырабатывают сигналы А и А, В и В, С и С, О и З. Таким образом, для дешифровки разных комбинаций двоичных посылок можно использовать четыре сигнала, каждый из которых имеет два противоположных уровня.
Дешифровка реализуется на элементах И-НЕ с четырьмя входами. Если на всех четырех входах элемента И-НЕ появляется сигнал уровня Н, то уровень сигнала на выходе будет Ь. В элементе И-НЕ, обозначенном номером О, это состояние наступает и в случае, когда низкий уровень будут иметь сигналы А, В, С и О. На входы верхнего элемента И-НЕ можно подавать сигналы А,,В, С н К что на практике происходит часто. Для элемента И-НЕ, обозначенного номером 1, сигналы должны иметь значения А, В, С, б; для элемента под номером 2 — соответственно А, В, С н .О и т. д., как показано в таблице истинности на рис.,2.53. Дешифратор 741.$42г) выполнен в корпусе с 16 двухрядно расположенными выводами.
2.36. Условные обозначения комбинированных функций Условные обозначения функциональных связей на схемах рассмотрены в томе 1 настоящего курса. Там приведены примеры их обозначения в случае реализации функций И нли ИЛИ (использовались буквы 6 и 1~, которые проставлялись внутри структурных блоков). Были описаны также обозначения функциональных связей сброса и,ввода на структурных схемах триггеров, счетчиков, регистров. Наконец, было показано, как обозначаются функциональные связи между входами и выходами логических, схем с помощью цифр. 143 Лцгитсскис схемы и области их нримененин Говоря о связях, мы имеем в виду воздействия входных или выходных факторов и вызываемые нми входные или выходные последствия. Поясним это еще раз на некоторых примерах.
На рис. 2.54,а приведена схема четырех ключевых элементов И с двумя входами. За этими четырьмя схемами следует ключевой элемент ИЛИ-НЕ, причем выходы четырех элементов И соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ. Внутренние соединения здесь не показаны, поскольку элементы внутри корпуса связаны друг с другом и обеспечивают единую функцию. Это Рис 2.В4, а — комбинированный элемент И-ИЛИ-ИЕ; б, в — условные обо- значения функций и взаимосвязей. Элементы И имеют две вводе, вз которых один обШаа.
позволяет упростить схему: не требуется изображать каждый элемент отдельно и сопровождать его дополнительными условными обозначениями. Из рисунка видно, что вход 3 верхнего элемента И соединен с одним из входов трех других элементов И. Таким образом, все четыре элемента И зависят от состояния входа 3. Эту зависимость можно упрощенно изобразить функциональным символом, как показано на рис. 2.54,б.
Воздействующий вход здесь 61 (вывод 3). Входы 1, 2, 4 и 5 зависят от входа 61 элемента И, о чем говорит цифра у входов внутри блока. Буква 6 обозначает воздействие И, а цифра 1 указывает, что это воздействие распространяется на все входы, обозначенные цифрой 1. Символ функции ИЛИ, проставленный в верхней части блока, и полустрелка у выхода блока, обозначающая полярность, указывают, что после И выполняется функция ИЛИ. Еще проще условное обозначение на рис. 2.54, в; оно имеет тот же смысл, что и обозначение на рис. 2.54,а.
Элемент ИЛИ имеет выход, который зависит от входа 6 элемента И. Чтобы осуществить функцию ИЛИ, у элемента ИЛИ активным должен быть сигнал входа 61. Ситуация здесь точно такая же, как 144 Глава л на рис. 2.54,а. Там, чтобы активизировать сигналы входов элемента И, высокий уровень сигнала должен быть на третьем входе.
Если на входе 61 уровень сигнала низкий, то он низкий и на всех входах элемента ИЛИ независимо от состояния остальных входов и внутреннего выхода элемента ИЛИ (рис. 2.54, в) Поэтому здесь цифрой 1 можно обозначить также и внутренний выход. Документами МЭК предусмотрены условные обозначения не только для логических функций типа И, ИЛИ, но и для других функциональных связей и взаимозависимостей. Это обозначения команд, порядка (степени) мод, операций отрицания, временнбй зависимости.
Кроме того, существует обозначение и такой зависимости, которая реализуется на элементах с трехстабильным выходом. Впрочем, об этом говорится в томе 1 настоящего курса. Триггеры, например, могут реализовывать и функцию ввода, и функцию сброса; эти функции обозначаются соответственно буквами 5 и !г. Более подробно об этом будет сказано в гл. 3. Если активны сигналы 5, Я или оба одновременно, то сигналы на выходе будут от них зависеть. Так, стандартный триггер переходит в состояние 1 Я=1; 71!=О), когда состояние внутреннего входа соответствует 1. Тогда мы говорим об установке триггера.
С помощью входного сигнала )г триггер возвращается в исходное состояние. В случае когда сигнал !г внутри получает значение 1, элемент памяти (триггер) переходит в состояние О (Я=О; Я= 1). Мыслимы также ситуации, когда доминирует один из сигналов )г или 5. Если приоритет за сигналом 5, то его условное обозначение получает дополнительно цифру 1 и принимает вид 51. Соответственно получают дополнительно цифру 1 условные обозначения выходов Я и Я.
Если же приоритет за сигналом Я, то к его условному обозначению добавляется цифра 1 и оио принимает вид !т!. Обозначения выходов тоже получают идентифицирующую цифру 1. Может быть и такая ситуация, когда состояние выхода Я' зависит от сигнала 5, а состояние выхода 4 — от сигнала й. Тогда условному обозначению 5 придается цифра 1, а обозначению 1с — цифра 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
