promel (967628), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Такой принцип п строения используют, в частности, для управления позиционных исполнительными механизмами, осуществления контроля, сигнал. зации и защиты, реализации программного управления последова тельностью операций по заданному алгоритму и т. д, Устройства, предназначенные для решения подобных задач, на'' зывают комбинационными схемами или автомат.
ми с нулевой памятью, Принцип проектирования комбинационных схем заключается" следующем. По требуемому алгоритму работы схемы находят упра лающее воздействие (функцию) от входных сигналов (переменны Затем по найденной функции синтезируют логическую схему ее ре лизации. Задачу нахождения функции связывают с необходимость построения схемы с минимальным содержанием в ией логических эл ментов. Для этого функция предварительно проходит стадию миним зации, т. е.
приведения ее к наиболее простому виду. Математиче' кнм аппаратом анализа и синтеза комбинационных схем служй алгебра логики (см. 23.9). Примером комбинационных схем являютс дешифраторы. Д е ш и ф р а т о р о м называют комбинационную логическу, схему, в которой каждой из комбинаций сигналов на входах соответт ствует сигнал только иа одном из его выходов. Они находят примен ' ние в управляющих системах для выдачи управляющих воздействи . в те или иные цепи в зависимости от комбинации сигналов на входах; Широко распространены дешифраторы для преобразования кодов;: например двоичного или двоично-десятичного в десятичный.
На рис. 3.66 приведена схема дешифратора, предназначенного дляг перевода показаний двоично-десятичного счетчика (см. ркс. 3 4У): 254 см „дулем счета 10 в десятичную систему счета. Сигнал «1» на соответств ау|пнем выходе дешифратора определяет число, записанное в счет- „„и, Так, при нулевом показании счетчика сигнал «!» присутствует одг,ко на выходе хо дешифратора !табл. 3.6), При кодах чисел 1, 2, ,, 9, записанных в счетчик, дешифрация характеризуется нали„ем сигнала «1» соответственно только на одном из выходов х„х,, Рис. 3.56. Схема дешифратора для перевода покаааиий двоичио-деся. тичиого счетчика в дес»личвую систему счета Таблииа 36 Состояяяя триггеров сиетииив ! Число входвых импульсов выходы дешкиникторв т, кв )к г„ ь это, Значения сигналов а, Ь, с, г! на выходах счетчика и требуемые при этом показания дешифратора могут быть использованы для определения элементов схемы дешифратора.
Так, при нулевом показании счетчика сигнал «!» присутствует на инверсных выходах его триггер"в (см табл. 3.6), в связи с чем реализуемая каналом хо функция "яки аЬсг!. Аналогично, из табл. 3.6 для канала х, имеем х, = а ЬсХ, для канала х,— х, = абсг!. Логические функции могут быть реализованы с помощью четырехвходовых логических элементов И. 255 О 1 О 1 О 1 О 1 О 1 О О О О, О О О 1 О Рис. З.от Корта Карно аеирифратора Однако без предварительной минимизации составленные непос ственно из таблицы дешифрируемые функции нецелесообразно исп зовать для схемной реализации. Это привело бы к заведомому усл нению схемы дешифратора.
Действительно, табличное выражение, например, дсшифрируе' функции для цифры 9 (канала х,) имеет вид х, = а Ь сд. Вместе с. только для этого канала характерна к бинация выходных сигналов тригге р р«,=«=Ва., с этим для выделения сигнала (логичес вв хв хв хв хр «!») по каналу цифры 9 можно восполь ваться фуякцией х, = ас(. Иными слова хв канал х, можно реализовать не на че, гор рехвходовом, а на двухвходовом логи и с ком элем енте И.
Минимизацию функций дешифрато м х„хв х, хв удобно проводить по карте !(арно, кот рая составляется в данном случае для ч рех переменных. Данные табл. 3.6 пользуют для определения функций палов дешифратора х„х,, х„..., хо и изображеяия на карте 1(арно (рис. 3.57:, Минимизирующие контуры составляют индивидуально для ка дой функции и проводят с использованием пустых клеток ка ты. При этом минимнзируюгций контур должен охватывать максямаль ное число соседних с рассматриваемой фуякцией пустых клеток, ка показано на рис. 3,57. Исключения переменных осуществляют обыч ным образом (см. 9 3.9).
Из карты Карно находим; хо = айсс(, хт = аЬс А,ха =аЬ х, = а Ьс, х, =- аЬс, х, = а Ьс, х,= а Ьс, х, = аЬ", х, = аа, х, = а Найденррые функции используют для построения схемы дешифратор (см. рис. 3.56). Она составлена из четырех-, трех- и двухвходовы логических элементов И.
й 3.!6. БОЛЬШИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ Создание интегральяых микросхем, состоящих из !Π— !5 до 25 !00 схемных элементов (компонеятов), явилось первым этапом на пути существенного расширения функциональных возможностей элек-': тоонной аппаратуры и улучшения ее колнчественпых и качественных показателей. Такие интегральные схемы представляют и большнястее' случаев универсальную элементную базу для создания более сложны узлов и схем разрабатываемой аппаратуры. Развитие микроэлектроники направлено на созданяе б о л ь ш и х и н т е г р а л ь н ы х с х е м (ВИС), состоящих из тысяч и десято ков тысяч компонентов.
Граница между обычнымн и болшпимн ин'" тегральными схемамн условна. Если до недавнего времени к ВИС от носили схемы, имеющие !ОΠ— 200 компонентов в кристалле полупро-, „ика, то теперь считается обычным применение микросхем, сощих 500 — !000 компонентов и более. Количество компонентов Лг в кристалле полупроводника харакеря~а кует степень интеграции )г микросхемы. Степень теряя' аятегр грации определяют по формуле А = !кй'. В соответствии с этим первой степени интеграции относят микросхемы, содержащие до к пер !0 ко, мпонентов, ко второй степени интеграции — ! ! — !00 компонен- тов, третьей степени интеграции — 101 — 1000 компонентов.
количествах компонентов 100! — !О 000 и !000! — !00 000 инте- (!Ри грал альные микросхемы относят соответственно к четвертой и пятой сте- аеиям интеграции. С появлением БИС началось реальное слияние процесса создания яи„егральных компонентов с производством электронной аппаратуры. большие интегральные схемы представляют ряд типовых узлов и „ем цифровых устройств; счетчики, регистры, дешифраторы и т. д. Ва их основе реализуются блоки, а также целые электронные устрой- ства.
Большие интегральные схемы создают широкие перспективы при- менения электроники в промышленности с использованием програм- много управления, а также средств цифровой вычислительной тех- яики. Огромное значение в этой связи представляют создание в виде 8ИС микропроцессоров и развитие на их основе микропроцессорной техники.
$3.!7. МИКРОПРОЦЕССОРЫ М и к р о и р о ц е с с о р — это устройство цифровой обработки информации, осуществляемой по программе. По назначению он близок к процессору ЭВМ, однако обладает меньшими функциональными возможностями. Микропроцессор реализуется в виде одной яли нескольких микросхем высокой степени интеграции. Основные определения. Микропроцессор применяется совместно с микроэлектронными запоминающим устройством и Р ограммы (ЗУП) и з а н о м и н а ю щ и и у с т р о й с твом данных (ЗУД),атакжес устройством ввода— в ы а о д а (УВВ). По аналогии с ЭВМ система, состоящая из микропроцессора и указанных устройств, получила название м и к р о- ЗВМ или микропроцессорной системы (рис.
358). Устройство ЗУП предназначено для хранения команд, составляюЩих программу работы микропроцессора, и выполняется таким обР~~ом, что информация, записанная в нем, не теряется при перерывах ах в напряжении питания. Устройство ЗУД используется для храпев Уст е"ии данных, предназначенных для обработки микропроцессором.
стройство УВВ обеспечивает ввод данных в ЗУД и нх вывод к внешним им приборам и устройствам. кома !икропроцессор состоит из схем, обеспечивающих выборку вхо, "мачд из ЗУП, их дешифриревание и выполнение. В него также (АДУ дят а р ифм ет и ч ес ко-лог и ч ес к ое у стр ой ство ~У) представляющее собой совокупность схем, реализующих ариф257 метические и логические операции над данными, устройстпо уц пения, предчазяаченное для управления операциями и имеющее ° зи с ЗУП, ЗУД, и УВВ, различяые р е г и с т р ы, служащие " времеяного хранения и преобразования данных и команд. Блоки микропроцессорной системы связаны т р а к т о м п .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
