hhis12 (558078), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Камбииациовнъ$е функциональные схемы, реализованные иа стандартных ИМС С помощью карт Карно можно построить логику, чтобы выполнять достаточна 5!и Глава 8 Цифровыо схемы 5!9 -йихееь йхеаь:-! ! Входы к хйь л, в Вы ох!к ййуес Рис. 8 3! Слсгасрсииый 2-ам доаыи сслсктор. сложные функции. такие, как.
например. двоичное сложение и сравнение величин. контроль по паритету, мультиплексирование (выбор одного из нескольких входов. который определяется двоичным адресом) и т.и. В реальности сложные функции, которые используются наиболее часто, реализуются в виде функциональных ИМС средней степени интеграции (до 100 вентилей в корпусе).
Хотя в состав многих из этих'СИС входят триггеры, которые мы скоро будем рассмазриватвы большинство из них выполняют чисто комбянационные функции и состоят целиком из одних вентилей. Давайте посмотрим, «какие звери населяют зоопарк. именуемый комбинапионные интегральные схемы срепней степени интеграции.» Счетверенная 2-входовая схема выборки. Весьма полезным устройством являе !- ся счегверенная 2-входовая схема выборка.
Она фактически представляет собой 4-пстлзосньгй лвухпозиционный переклю. чателу, ууогическуьх сигналов Основная млея такого переклуочателя кзлюстрируется рис. 8.31 Когда вход ВЫБОР (8Е1 ЕСТ-Ш. Иа рисуяке) име~т низкий уровень, сшналы на выходах Г3 поступаиуг с соответствуюишх входов А, при высоком уровне на входе ВЫБОР - со входов В.
Когда высокий уровень депе!- вуек на вхоле РАЗРЕБ1БНИВ (В)4АВ1 Е-1 на рисунке), Все выходы )стройства при- НУДИТЕЛЪНО УСТапаВЛИВантТСЯ В СОСТОЯИИт-. низкого уровня Несколько позже мы рассмотрил! зту важную ипею более подроб- но, а сейчас приведем лишь табли! .: истинности. в которой Х означает, ч состояние данного входа не имеет апач. ния. В -высокий уровень, Н -низкий ур вень. !. б х ! и х и и х и и Схема на рис.
8.31 и ее таблица истай.' .' ности соответствуют схеме '15' Та 'яю ' самая функция реализуется также с.вй"- версным выходом ('158) и с выходом.'йй(о 3 состояния (прямые выходы: '252; ииве~':-, ные: '258) Упражиеииа 8.35. Покажитг., км г и мы!в.о аеиж лтй И ИЛИ у!Е построить 7-акжоа ь* хсмт аьгбй)' ' Хотя в некоторых случаях функп~,„" выборки можно реализовать с помоги(~~,', механического перек иючателя. Тем Ф' менее по ряду причин прелпочтительй~6: использовать вентили Вентильная схейвут" обладает следующими преимушества!а!Р!. а) она дешевле: б) коммутация всех'3(йь'...:, палов производится быстро и однов~.; менно; в) с помощью логических сиуейх" ЛОВ.
СфОрМнрОВаННЫХ В уетрОНСтВЕ, Вйеав". но производить переключение практйв593; ки мгновенно; ! ) даже тогда. кегтхж .', управление выборкой осуществляется!«йд( переключателя. расположенно. о на перв)(!'.'-'! ней панели УстРойства. для того чте)вжт.„й избежать Воздеиствия помехи и снвжв~ уровней за счет зияния емкошеи. и!Тейуу.
ЧьСКИЕ Снтиауть! ЛУЧШЕ ПЕ ПрОгтуСКИТЬ Чврй!ут каОегп! и переключатеетн. Так е'гк раемын веуггиль отпирается урттгтнейп Стоявиожт Нанряжспня. ЛОГИЧЕСКИЕ СЯР ' ВЯЛЫ уираВЛЕНИЯ Мота.! бмгЬ 8!Я!и С Тай ' — ° -н Эуй же платы, на которой он расположен ПОЗВОЛЯЕ!. СОКР'ЛИТЬ ВИЕШИИЕ СВЯЛ! !" дйеькойд таГОЧНО ОДНОЙ липни С На! Р. ЗКОй оявйг МУтИРУЕМОй иа 3ЕМЛуо С ПОМОириы "' пол!Сено! г тумблера) Г: йоя сп спой и сФ.: управления ло! Ической схемой мощью внешних уровней нос! гтяннслго пряжения называют «холоднои всыпали у.
Он оказывается более предпочтим, чем непосредственное управлеьй!игиалами от Ил!очей, потенциомет,.уи: т. и. Кроме прочих преимушеств диая коммутация позволяет вести шие линии. шунтированиые кон'торами, подавляя тем самым взаимодки, в то время как сигнальные '" в общем случае шунтировать конуорами нельзя. Некоторые примеры й коммутации нам еще встрегй дальнейшем. вентили.
Как уже указы' ';. в разд. 3.11 и 3.12, с помощью ов КМОП можно построить вентильп. Это — два парал"' - включенных комплементарных ,:-на полевых МОП-транзисторах, '.которые входной (аналоговый) сигаший в пределах от 0 до .'.йгибо непосредственно подаваться од через низкое сопротивление (не'е сотен омов), либо отрываться сопротивление фактически равонечности). Как вы.
наверное, *; е. такие устройства являю!'ся дву'' енными и для них не имеет значеой из выходов используется В входа, а какой в качестве выхода, .щие вентили прекрасно работафровыми уровнями КМОП и щиименяются в КМОП-схемах. На В2 показана структурная схема нного двухстороннего КМОП- ,типа 40бб.
Каждый ключ имеет уальный управляющий вход., выовень на котором замыкает ключ, . - размыкае!. Отметим, что пере- Вентили являуОгся и'!!Осто хи'т'ти позтому не обладают способио"!разветвлешпо по выхолу, ! е они пропускаю! Входной ло!.Лческии Слстаереиимй дах ыт апик киги Рис 8 33. 8-ахолоаый мультиплексор уровень, не обеспечивая дополнительную нагрузочную способносуь без дополнительной возможности усиления С помощью передающих вентилея можно посгроить схемы выборки на 2 и более входов для цифровых уровней КМОП и аналоговых сигналов. Связку передающих вентилей можно использовать для того, чтобы производить выбор одного из нескольких входов (вырабатывая управляющие сигналы с помопуью дешифратора.
как булет показано нюке). Эта логическая функция настолько итироко используе!СИ. что получила офиииальное название «мультиплексора». ко.!орый будет расой,отг рен в следующем разделе Упржкиаииа 8.36. П| кажи! . как помоги»., лартдаышм иеигилси построит! «хаму выбОрки ка даа ахода Здесь иужио ислотжтоаа ь ииасртор Мультиплексоры. Вентиль выборки на лва входа известен также под названием 2-вхоиово!'О мультиплексора Промьппленностью Вы уускаюгся также мхльтяпгексоры на 4. 8 и 10 входов (устргуис!Ва на 4 входа выпускаются сувоенуеьгыи.
', е ИО 2 в Оиюм корпусе) Двончньуй а «рос' слу жит дчя выбора входа, сятнал с когорог'у должен поступать на выход. НыуримеР: мультюттексор имеющий 8 инфореаационных входов исполюует ушя азресаини к штм 3-ра уряичыи ад)уесный вход. Это показано на рис 8.33, тле представ" леи иифровой мультишлексор типа '151 Он имеет стробирууоший (или разрешауо ишй) вход 1:.. работаюгдий в отрииател!' ной логике, а также прямой и инверсный 520 Глава 8 Цибзраиые схемы 58! ьНЫе~ ые 1 л л., ль 83 'и выхолы Если устройство закрыто (на входе Е действует высокий уровень), выход Д будет иметь низкий уровень, а Д' высокий независимо от состояния адресных и информационных входов. В семействе КМОП имеются два типа мультиплексоров.
Первый примеяяется только для работы с цифровыми сигналами, имеет вхолной порог и регенерирует на выходе ичистыея уровни, которые соответствуют входному состоянию. Таким же образом работают все функциональные элементы ТТЛ. Примером является микросхема '153- ТТЛ-мультиплексор. К другому типу устройств относятся аналоговые и двунаправленные КМОП мультиплексоры, которые фактически представляют собой набор передающих вентилей. КМОП-мультиплексоры 4951 и 4053 работают таким образом (помните, что логика, выполненная из передаюших вентилей, не может разветвляться).
Так как передаюшие вентили являются лвунаправленными, эти мультиплексоры могут использоваться в качестве идемультиплексоров или дешифраторови, которые мы рассмоз'рим в следующем разделе Ъ'зхызааыаие Взт. Покажите, как зысзраясь мул . 1иплсксар на 4 ахала использз я а3 обычные аситили. 63 вентили с трама састояаиямн и л1 псехлаюзпис асазили. При каких обсзоязальпаах бзы прслпач~нзсльным аариаяз ар Иногда при разработке логических устройств може. оказаться, что потребуется производить набор из большего чясла входов.
чем имеются В мультлзтек- Ря Ь 34 Карыииаанис мглы иалсксора соре. Этот вопрос относится к обп1~ .' задаче расширения микросхем. катар заключается в использовании нескольких микросхем с небольшими индивндуал ными возможностями, и применяется лл" построения лешифраторов, памяти, Рб', . гистров сдвига, арифметически-логиче ких и других устройств.
Как видно Вэ рис. 8.34, расширение выполняется оч~ ' просто Здесь показано. как имея дат мультиплексора на 8 входов 741-851 ло) 4 строить мультиплексор на 16 входов,'." Конечно, в схемах имеется дополнитечз','," пый адресный бит, которыи вы испсяь'-."1'.!' зуете для выбора олного устройства И4~~';.Р другого. На невыбранном мультиплат' соре '15! выход з полдерживаетея:щ, низком уровне, что позволяет произвееф~';з объединение через вентиль ИЛИ. Ее!В!"". ВЫХОДЫ ИМЕЮТ Зрн СОСтаяНИя. тО раСщ3),''з ",., рение производится еше проше: лля э3пяь;-:„ досппочно непосредственно объеликя7)3!'-':~3!' выходы.
ДЕМудытияЛЕИСОРЫ И диаияфрата!3~,аз. Входной сигнал принимается демулщйьз",. плексором и направляется им на один~";з' нескольких выходов в соответствияяя",.' двоичным кодом„действУюшим иа адр)~"'ззь ных входах. Остальные выходы в эт4~',".","-', случае находятся либо в неактивном й~",1"„; таянии, либо в состоянии разомкиуй~Ф-„;,, пепи. Аналогично работает и дешиф)я~;;, тор. Единственное отличие сос ~ оит в тбеь~~-:;-; Чта На ВХОДЫ ПадаЕтея ТОЛЬКО 8ЛРЕС, В8)вч'.~! бужлаюший один из и возможных вы85)~- ." дов. На Рис. 8.35 показан такой пРЯВ)4318;"::к51 Дешифратор '138-"1 из 8"' имеет кизт!)йг!3, 'а о л 18 11'10 Ы дешифруемые выходы ° в" , 5. Деыифрмар л~ из 8ь на выходе.
который соответст"' одному 3-разрядному коду !Вдре' яа остальных выходах - высокий В частности этот дешифратор 'ари входа разрешение все из кото ны быть активны (два — низкого -высокого уровня), иначе все вы ют высокий уровень. Основное е дешифратора заставить 'дить различные события.
которые ' от состояния ксчетчика», который этим (скоро об этом тоже гюподробно) , раторы обычно используются 'пряжении с микропроцессором,. з "еобхолимо выполни гь Различные я в зависимости от адреса. Мы ':,':,,рассматривать это детально в применением общего исполь' дешифратора является организа'63азрезкение) последовательности согласно достзккутого адреса, "го выходом двоичного счетчика ';:8.25). В заключение, о «брател схе— схеме '139, которая представляет лешифратор "1 из 4' с Раз одиночным Разрешением по низ'овшо На рис 8 36 показано как ' овать лва лепзифршора 1 из 8' 'б!38 для получения чепзифра.гора ' ". Как видно кз рисунка., при этом 8эозся внепшне элементы, посколь- 138 имеет входы разрешения Сцолярностер, ',кизкОГО и ВысокОГО з.) 8.38. Ьз»мсх1с рзасаы~иззс лосзраи.
,'а ззсп льз8изс»пл и: них лсз разрежения ,ьеаня лрз зих , О,— — — — — — -О, О, Рис 8.38. Нармпаааиис л ыифразора В КМОП-логике мультиплексоры. которые используют передаюшие вентили, также являются демультиплексорами. поскольку передающие вентили являюзся двунаправленными. Когда они используются таким образом, важно сознавать, что выходы, которые не выбраны. Отключены Нагрузочный Резистор, или эквивалентный ему, должны быть использованы лля обеспечения правильного функционирования логики с такими выходами !ге же самые требования.
что н с ТТЛ-вентилями с открьпым коллектором) Оушествует другой тип дешифраторов, кОто)зый ззбьршо ВХОдит В сОстаВ Всех лосических семейств Примером гакого 'езпнфра 1 О)за слхужьз ~ преобразОВатюхь двоична.десяти того ко,.а и семгзсегьчент яый с формирователями для управления цифровым индикатором 4, Эта схема в соответствии с двоична-десятичным колом. лействуюшим ка Входе, формиРует сигналы на всех выходных линиях, связанных со входами семисегмекпзого цифрового икдикатсзра. воспроизволящего десятичный символ Ъстройство такоео типа фактически является преобржювателем кодов но в обычной прак- 52х Глава а Бифровыс схемы 523 л Ы (ит) И.с.ип ( ивл .:,.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
