Токхейм Р. - Основы цифровой электроники (1988)(ru) (775262), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Из рисунка видно, что каждая нз входных переменных С, В и А (которые поступают на селекторные входы микросхемы 74151) в той и другой строке принимает значение логического нуля. Независимо от конкретного значения входной переменной О на выходе У всегда будет иметь место О в соответствии с рис. 4.26,а. Следовательно, на вход О„селектора 74151 должен подаваться логический О (ЗЕМЛЯ), что и показано на рис. 4.2б,и.
Логический сигнал, подаваемый на вход О, микросхемы селектора данных, определен на рис. 4.26,6. Свертывая таблицу истинности так, как показано на рисунке, сравниваем строки 1 и 9. Входные переменные С, В и А здесь имеют одинаковые значения. На выходе У всегда имеет место 1 независимо от конкретного значения входной переменной О. Следовательно,на вход О, селектора данных 74151 должна быть подана логическая 1 (+ 5 В). Это показано на рис.
4.26, и. Логический сигнал, подаваемый на вход 01 микросхемы селектора данных, определен на рис. 4.26,в. Свертывая таблицу истинности так, как показано на рисунке, сравниваем строки 2 и 1О. Входные переменные С, В и А здесь имеют одинаковые значения, но соответствующие выходные сигналы различны. Однако в том и другом случае выходной сигнал совпадает со значением переменной О. Следовательно, сигнал на входе 01 должен быть эквивалентен переменной 0 из таблицы истинности.
На условном обозначении микросхемы 74151 (рис. 4.26,и) показано, что с левой стороны на вход О, поступает сигнал О. Логический сигнал, подаваемый на вход 05 микросхемы селектора данных, определен на рис. 4.26,г. Свертывая таблицу истинности, сравниваем строки 3 и 11. Входные переменные С, В и А здесь совпадают, но соответствующие выходные сигналы различны. При этом в каждом случае выходной сигнал является дополнением значения переменной О. Следовательно, сигнал на входе 05 должен быть эквивалентен сигналу «не О» !0). На условном обозначении микросхемы 74151 (рис.
4.26,и) показано, что с левой стороны на вход 05 поступает сигнал О. ГЛЛВЛ 4 Рвэрешенне Страйнроввмм Вхолной внээмньй . низкого уровне Увннерсвлонмй латн- чесннй элемент Выполняя следующие задпния, проверыпе, хорошо ли вы ус- воили изложенный мауперипл. 29. Прн значениях входных переменных 0 = 1, С = О, В=О, А = 0 и логическом уровне 0 разрешающего сигнала на выходе Уселектора данных (рнс. 4.26, и) появится сигнал . (ВЫСОКОГО, НИЗКОГО) уровня.
30. При значениях входных переменных 0 = 1, Г = 1, В =- О, А = 0 н логическом уровне 0 разрешающего сигнала на выходе У селектора данНых появитСя сигнал (ВЫСОКОГО, НИЗКОГО) уровня. 31. При значениях входных переменных 0 = 1, С = О, В= 1, А =! и логическом уровне 0 разрешающего сигнала на выходе У селектора данных появится сигнал (ВЫСОКОГО, НИЗКОГО) уровня. 4.13. Цифровые логические уровни Как определить, что такое логический 0 (НИЗКИЙ уровень) и логическая 1 (ВЫСОКИЙ уровень)? На рнс.
4.27 показан инвертор (в виде микросхемы 7404) из логического семей- Онрелеленне но~очес. ннх уровней Ття-схем Подобным же образом идентифицируется вход 04 (рнс. 4.26,д). Сигнал на входе 04 (рис. 4.26,и) эквивалентен 0 в таблице истинности. Сигнал на входе 0 определен на рис. 4.26,е; этот сигнал представляет собой сигнал логнческоуо нуля (ЗЕМЛЯ). На рис. 4.26,ж определен сигнал, подаваемыи на вход 04: это сигнал 0 («не О»). Наконец, на рис. 4.26,з определен сигнал, подаваемый на вход О,.
Этот сигнал представляет собой логический 0 (ЗЕМЛЯ) Заметьте, что информационные входы 0о, О, и 0э микросхемы селектора данных 74151 постоянно заземлены. На вход О, все время подается напряжение + 5 В. На входы 0, и 04 непосредственно поступает значение входной переменной 0 из таблицы истинности. Входы 0з и 0„подключены к инвертору с тем, чтобы на них подавалась входная переменная 0, значения которой являются дополнением переменной О. Разрешающий, или сгробируюший, вход микросхемы 74! 51 селектора «! нз о» для нормальной его работы должен постоянно находиться под напряжением НИЗКОГО уровня (логический 0).
Маленький кружок, изображенный на разрешающем входе селектора данных (рис. 4.26,и), означает, что активный сигнал на этом входе будет НИЗКОГО логического уровня, Селектор данных (мультиплексор) используется в последних двух разделах как универсальный логический элемент. Применение селектора данных — это простой и экономичный способ решения многих задач реализации логических функций с числом переменных от трех до пяти. Ш5 пРименение дВОичных лОгичгских эз!ементОВ : в. тсж тл ' 'нт Ст «ныу' Стандартный ЗД 8 'Рунт уровень ства биполярных ТТЛ-схем.
Согласно рекомендациям фирм-изготовителей, для обеспечения надежной работы микросхем НИЗКОМУ уровню на входе должно соответствовать напряжение в диапазоне от потенциала ЗЕМЛИ до 0,8 В. ВЫСОКОМУ уровню на входе должно соответствовать напряжение в диапазоне от 2 до 5,5 В. Незакрашенная область на рис. 4.27 относится к области сигналов неопределенного логического уровня; ей соответствуют напряжения в диапазоне от 0,8 до 2,0 В; такие напряжения на входах крайне нежелательны. Отсюда следует, что напряжение, например, 3,2 В соответствует входному сигналу ВЫСОКОГО уровня, а напряжение 0,5  — входному сигналу НИЗКОГО уровня.
Напряжение 1,6 В находится в области сигналов неопределенного уровня, и их следует избезатгн Входные сипуалы неопределенного уровня могут приводить к непредсказуемым результатам на выхолах логических элементов. Уровни ожидаемых сигналов на выходе ТТЛ-ннвертора показаны в правой части рис. 4.27. Типичный сигнал НИЗКОГО уровня на выходе-около О,1 В, типичный сигнал ВЫСОКОГО уровня-около 3,5 В. Однако сигналу ВЫСОКОГО уровня на выходе может соответствовать н более 'низкое нппряжение- вплоть до 2,4 В, как показано на рис.
4.27. Величина напряжения, соответствуюшая сигналу ВЫСОКОГО уровня, зависит от величины сопротивления нагрузки на выходе логического элемента. Чем выше ток нагрузки., тем ниже напряжение ВЫСОКОГО уровня. Незакрашенная область напряжений на выходе, показанная в правой части рис. 4.27, относится к сигналам неопределенного логического уровня, а потому нежелательным. Если выходное напряжение находится в этой зоне (0,4-2,4 В), можно предположит!в что в схеме имеюзся неисправности.
Обратите внимание на различие ВЫСОКИХ, уровней на входе и выходе инвертора (рис. 4.27). На входе уровень счи- Некткрмпенавп об- ласть Снпа.ты неопределен- напт лм'плескав !раппа Область снснвлап неопределенно!о уравнн Непредсказуемые ре- зультаты 8 "м; и Стандартный О,! 8 заатптта~х' уровень Рнс. 4.27. Определенна уровней напряжений на ахолах н выходах т Гл-схем. ГЛАВА 4 Пвнехоустойчнвесть Нечувствнтеньность Пеетороннне хнектрн- ческне снпоыы 3няннкн ялн сныоссровсркы Выполняя следующие задания, проверьте, хорошо ли вы усвоили изложенный материал.
32. Напряжение НИЗКОГО логического уровня для ТТЛ-схем может изменяться в пределах от + до + В. 33. Напряжение + 2,1 В на входе ТТЛ-схемы определяется как напряжение (ВЫСОКОГО, НИЗКОГО, неопределенного) уровня. 34. Напряжение НИЗКОГО логического уровня на выходе ТТЛ-схемы может изменяться от 0 до + В. Стандартным является напряжение около + В. 35. Напряжение ВЫСОКОГО логического уровня на выходе ТТЛ-схемы может изменяться от + до + 5,5 В. Стандартным является напряжение около + В. тается ВЫСОКИМ, если он превышает величину 2,0 В.
Од-, нако на выходе ВЫСОКИЙ уровень соответствует напряжениям выше 2,4 В. Причиной такого различия является ', стремление обеспечить помехоустойчивость цифровых элек- . тронных схем (т.е. их нечувствительность к посторонним электрическим сигналам). Что касается НИЗКОГО уровня ' сигналов, то на входе они соответствуют напряжениям ме- .
нее 0,8 В, а на выходе — напряжениям менее 0,4 В (рнс. 4.27). ' И в этом случае такое различие уровней должно обеспечивать уверенность в том, что цифровая электронная система не будет реагировать на нежелательные помехи. Напряжения, соответствующие НИЗКИМ и ВЫСОКИМ логическим уровням, даны применительно к ТТЛ-схемам. Для других семейств логических схем эти напряжения будут другими. Популярное семейство цифровых интегральных КМОП- ! схем работает в довольно широком диапазоне напряжений .~ питания — от + 3 до + 15 В. Согласно справочным данным, для КМОП-ИС напряжение НИЗКОГО логического уровня на входе не должно превышать 20% от величины общего напряжения питания.
Что касается сигналов ВЫСОКОГО логического уровня, то соответствующее им напряжение должно составлять более 80% от величины напряжения питания. При использовании КМОП-схем с напряжением питания 10 В для сигнала НИЗКИХ логических уровней напряжение может изменяться в пределах от 0 до + 2 В, а для сигнала ВЫСОКИХ логических уровней от + 8 до + 1О В.
Типовые логические пробники показывают НИЗКИЙ логический уровень для КМОП-схем в тех случаях, когда напряжение составляет от 0 до 30% напряжения источника питания. Те же логические пробники показывают ВЫСОКИЙ уровень, если напряжение находится в диапазоне 70-100;4 напряжения питания. 707 ПРИМЕНЕНИЕ ДВОИЧНЫХ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Зб. Нечувствительность цифровых логических схем к нежелательным электрическим сигналам называется Попон непсправностей в простых схемах Повреждения в ннф- ровых сымал 4.14. Поиск неисправностей в простых схемах По мнению изготовителей измерительного оборудования, около трех четвертей всех повреждений в цифровых схемах обусловлено обрывами на входах н выходах схем. Многие из этих повреждений можно установить с помощью логического пробника.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
