северозападный государственный заочный технический университет

• Название: северозападный государственный заочный технический университет
• Дата: 03.11.2021
• Размер: 0.88 Mb.
• Имя файла: met_97_Shemotehnika-sistem-upravleniya-ASU-SZTU-metodichka-2010..docx
• Тип: Документы; #262689
• страница: 9 из 14

(демультиплексор) - устройство, передающее импульс,

поступившийнаеговходx,наодинизвыходоввзависимостиотуправляющего

сигнала,заданногодвоичнымкодом(Рис. 2.1.6.).





Рис. 2.1.6.

Мультиплексор - устройство, подключающее единственный выходной канал кодномуизвходоввзависимостиотуправляющегосигнала,заданногодвоичнымкодом (Рис. 2.1.7.).



Рис. 2.1.7.

2. 
   Интегральные схемы автоматов без памяти
   

Основной элементной базой современной дискретной техники является интегральная микроэлектроника (интегральные схемы ─ ИС). Интегральные схемы

• 
  это собранные на одном кристалле один или несколько логических элементов,
  

реализующих раз и навсегда заданные логические функции. Каждая интегральная схема оформляется в пластмассовом корпусе с различным числом входов и выходов.

Все цифровые устройства строятся из логических микросхем, каждая из которых обязательно имеет следующие выводы (Рис. 2.2.1.):

• 
  выводы питания: общий («земля») и напряжения (на схемах обычно не показываются);
  
• 
  выводы для входных сигналов («входы»);
  

выводы для выходных сигналов («выходы»).




Рис. 2.2.1.

Каждая микросхема преобразует тем или иным способом последовательность входных сигналов в последовательность выходных сигналов. Способ преобразования чаще всего описывается или в виде таблицы истинности или в виде временных диаграмм - графиков зависимости от времени всех сигналов.

В подавляющем большинстве случаев разработчики цифровых схем используют три модели представления о работе цифровых устройств (Рис.2.2.2.).

1. 
   Логическая модель.
   
2. 
   Модель с временными задержками.
   
3. 
   Модель с учетом электрических эффектов (или электрическая модель).
   

Первая, простейшая модель оказывается достаточной примерно в 20% всех случаев. Она применима для всех цифровых схем, работающих с низкой скоростью.

Привлечение второй моделипозволяет охватить около 80% всех возможных схем. Ее применение необходимо для всех быстродействующих устройств и в случае одновременного изменения нескольких входных сигналов.

Добавление третьей модели, учитывающей входные и выходные токи, входные и выходные сопротивления и емкости элементов, позволяет проектировать практически 100% цифровых схем.

Рис. 2.2.2.

При задании порядка работы цифровых устройств, описывая сигналы н входе и выходе (Рис. 2.2.3.), оперируют следующими понятиями:

Положительный сигнал (сигнал положительной полярности)— это сигнал, активный уровень которого — логическая единица, то есть: нуль — это отсутствие сигнала, единица — сигнал пришел.

Отрицательный сигнал (сигнал отрицательной полярности) — это сигнал, активный уровень которого — логический нуль, то есть: единица — это отсутствие сигнала, нуль — сигнал пришел.



Рис. 2.2.3.

Активный уровень сигнала — это уровень, соответствующий приходу сигнала, то есть выполнению этим сигналом соответствующей ему функции.

Пассивный уровень сигнала — это уровень, в котором сигнал не выполняет никакой функции.

Инвертирование или инверсия сигнала — это изменение его полярности.

Инверсный выход — это выход, выдающий сигнал инверсной полярности по сравнению с входным сигналом.

Прямой выход — это выход, выдающий сигнал такой же полярности, какую имеет входной сигнал.

Положительный фронт сигнала — это переход сигнала из нуля в единицу.

Отрицательный фронт сигнала (спад) — это переход сигнала из единицы в

нуль.

Передний фронт сигнала — это переход сигнала из пассивного уровня в

активный уровень.

Задний фронт сигнала — это переход сигнала из активного уровня в пассивный уровень.

Тактовый сигнал (или строб) — управляющий сигнал, который определяет момент выполнения элементом или узлом его функции.

Основные параметры и фунции микросхемы обычно отображаются в виде кодовой комбинации. Для наиболее широко представленной на отечественном рынке фирмы Texas Instruments приняты следующие обозначения (Рис. 2.2.4.)



Рис. 2.2.4.

1. 
   Идентификатор фирмы SN (для серий АС и ACT отсутствует).
   
2. 
   Температурный диапазон (тип семейства):
   

74 — коммерческие микросхемы (температура окружающей среды для биполярных микросхем — 0...70°С, для КМОП микросхем — -40...+85°С),

54 — микросхемы военного назначения (температура окружающей среды — - 55...+125°С).

3. 
   Код серии (до трех символов):
   
   • 
     Отсутствует — стандартная ТТЛ серия.
     
   • 
     LS (Low Power Schottky) — маломощная серия ТТЛШ.
     
   • 
     S (Schottky) — серия ТТЛШ.
     
   • 
     ALS (Advanced Schottky) — улучшенная серия ТТЛШ.
     
   • 
     F (FAST) — быстрая серия.
     
   • 
     НС (High Speed CMOS) — высокоскоростная КМОП серия.
     
   • 
     НСТ (High Speed CMOS with TTL inputs) — серия НС, совместимая по входу с ТТЛ.
     
   • 
     AC (Advanced CMOS) — улучшенная серия КМОП.
     
   • 
     ACT (Advanced CMOS with TTL inputs) — серия АС, совместимая по входу с
     

ТТЛ.

• 
  BCT (BiCMOS Technology) — серия с БиКМОП технологией.
  
• 
  АВТ (Advanced BiCMOS Technology) — улучшенная серия с БиКМОП
  

технологией.

• 
  LVT (Low Voltage Technology) — серия с низким напряжением питания.
  

4. 
   Идентификатор специального типа (2 символа) — может отсутствовать.
   
5. 
   Тип микросхемы (от двух до шести цифр).
   
6. 
   Код типа корпуса (от одного до двух символов) — может отсутствовать. Например, N — пластмассовый корпус DIL (DIP), J — керамический корпус DIL (DIC), Т — плоский металлический корпус.
   

В отечественной системе обозначений интегральных схем принята следующая структура (Рис. 1.5.5.):



Рис. 2.2.5.

1. 
   Буква К обозначает микросхемы широкого применения, для микросхем военного назначения буква отсутствует.
   

2. 
   Тип корпуса микросхемы (один символ) — может отсутствовать. Например, Р
   

— пластмассовый корпус, М — керамический корпус, Б — бескорпусная микросхема.

3. 
   Номер серии микросхем (от трех до четырех цифр).
   
4. 
   Функция микросхемы (две буквы).
   
5. 
   Номер микросхемы (от одной до трех цифр).
   

При производстве микросхем используют следующие типы корпусов:

• 
  Корпус с двухрядным вертикальным расположением выводов (Рис.2.2.6.), например: DIP (Dual In Line Package, Plastic) — пластмассовый корпус, DIC (Dual In Line Package, Ceramic) — керамический корпус. Общее название для таких корпусов — DIL. Расстояние между выводами составляет 0,1 дюйма (2,54 мм). Расстояние между рядами выводов зависит от количества выводов.
  

Рис. 2.2.6.

Корпус с двухрядным плоскостным расположением выводов (Рис. 2.2.7.), например: FP (Flat-Package, Plastic) — пластмассовый плоский корпус, FPC (Flat- Package, Ceramic) — керамический плоский корпус. Общее название для таких корпусов — Flat. Расстояние между выводами составляет 0,05 дюйма (1,27 мм) или 0,025 дюйма (0,0628 мм).



Рис. 2.2.7.

Номера выводов всех корпусов считаются, начиная с вывода, помеченного ключом, по направлению против часовой стрелки (если смотреть на микросхему

сверху). Ключом может служить вырез на одной из сторон корпуса микросхемы, точка около первого вывода или утолщение первого вывода.
Вопросы для самопроверки по теме 2.2

1. 
   Что такое интегральная схема?
   
2. 
   Какакая связь может быть установлена между количеством входов и выходов дешифратора?
   

Раздел №