Цифрова схемотехника 1
В този раздел, ние обсъдят основните елементи за изграждане на цифрови устройства, въз основа на който е построил всички различни електронни устройства.
Видове електрически сигнали
DC
Прав ток (напрежение) или постоянен сигнал -
Прекъснат сигнал
Пулс -
Принципът на един правоъгълен импулс - описание на съответствието на графика за строителство с Регламент S на ключа:
1-2 част: в момента няма - S ключ е отворен (първоначалната позиция на диаграмата). В това състояние на цифрова електроника има стойност "0" сигнал (нула);
2-3 участък, в който момент схема S - ток се увеличава рязко;
3-4 част: има постоянна стойност на тока - S е затворен. В това състояние на цифрова електроника има стойност "1" сигнал (единица);
4-5 участък, в който момент на отваряне S - ток рязко намалява;
5-6 част: не е ток - S се отваря съответства на стойността "0" -.
Видове прости периодични сигнали
1. променлив ток (напрежение) -
2. Периодично квадратна вълна -
3. Sawtooth сигнал -
синхронизация система
Генератор система синхронизация
Генераторът на правоъгълни импулси контролира действията на всички компоненти на цифровата технология. Синхронизира работа на микроконтролера и другите елементи на компютърната система. Формиране на интервал база време, през който може да се случи на събитието, че по този начин участва във всички операции. в провала на генератора води до провал на цялата система, или да доведе до нестабилна работа на отделните компоненти - като цяло, последиците са непредсказуеми.
Най-простият изпълнения на генератора могат да бъдат приложени по прост RC-верига. кристални осцилатори се използват за получаване на високо стабилни сигнали.
Порти логика -
основните елементи на цифрова електроника, изпълняват прости функции логически като NOT, AND, OR, NAND или NOR. Принципът на работа се основава на превръщането на входните информационните сигнали в логиката изходни сигнали в съответствие с операцията по логиката на клетката. За тяхната идентификация се използват логически символи. по-долу във връзка с истината таблици. който отразява логиката на съответните елементи. Таблицата с истината 0 определя ниско ниско ниво на напрежение, 1 - Високо HIGH.
ИЛИ порта (bulvaya операция ИЛИ (OR)) An - принципа на работа на клетката се появява като "нещо или всички", на вход е свързан с входа на булева операция ИЛИ, т.е. логика един на изхода получен само ако най-малко един входен сигнал е на високо ниво. Цифрата показва схематично два начина елемент наименования, както и маса за истина.
Комбинация от логически елементи.
Цифрови системи са базирани на комбинации от логически елементи. Такива комбинации могат да бъдат описани от таблицата на истина, булева функция или логически вериги.
На практика най-често се среща по-сложни логически врати като NAND или NOR, т.е. произведени първи или или и обслужване, и резултатът обърнати. Независимо от това, тези елементи също принадлежат към основните елементи на цифровата технология. Таблицата истина се получава лесно чрез обръщане на изходните сигнали на съответните елементи.
За простота на нотация обърнат вход или изход инверсия означен с кръг, виж фигурата по-долу.
Джапанки и ключалките.
Използвайки само основните елементи, изброени по-горе, могат да се получат сложни автоматични контролни схеми - такива схеми се наричат комбинаторни логически схеми.
За по-сложни функционални единици, използващи елементи се наричат тригери. Те се използват в устройства, за да се образува серийни логически схеми. Главната особеност е възможността за съхраняване на входовете на праговите, дори ако те са отстранени. Тази функция ви позволява да се изгради едно устройство за съхранение на цифрови данни, изчисления и реализации. Той често се използва за генериране на значителни закъснения.
Първоначално стартиране (nachalnog зададена стойност) спусъка е важен етап от своята работа. Чрез задействане води може да се активира или нивото на импулс. Парцел 2-3 - положително ръб; 4-5 парцел графиката - отрицателен край; раздел 3-4 описание високо ниво; 1-2 или 5-6 е ниска. Графиката на правоъгълен импулс.
Не по-малко важно е да се синхронизира всички устройства на дигитални мрежи навреме, за да се реши този проблем, използвайте часовника (часовник). се подава към вход за синхронизиране.
D-тригер (също посочена като спусък информация). Графичните символи: вход:
- D (за данни);
- C (синхронизиращ сигнал или тактовия вход). Графично символ "> - положително ръб" на входа на логическа схема С, означава, че данните се прехвърлят от входа към изхода часовник променя от ниско ниво за високо (раздел 2-3 описват правоъгълен импулс, генериран). Пример за тактови импулси може да бъде периодичен правоъгълен сигнал.
Издаден:
- Q и Q vzaimoinversnyh обикновено има два изхода, обозначен Q и Q (HE-Q) се нарича нормален изход Q и изхода Q има обратен смисъл и се нарича комплементарна или обратен изход на спусъка.
Таблицата с истината на статични състояния на D-тригер
Забележка: 0 - LOW; 1 - HIGH; * - няма значение; ↑ - прехода от ниска към висока часовник.
Истина Таблица D-тригер: Създаване и възстановяване на тригер се считат по отношение на изходния Р. D-тригер може да бъде в три състояния:
Определете (или активиране) спусък означава, че изход Q е разположен 1. Това се случва, когато входният фуража 1 и D тригер при смяна на импулс С до положителен сигнал.
Възстановяване (създаване на нула) спусъка. Reset флоп Q изходни средства, за да се върнат в състояние 0.
Задайте режим на готовност състояние съхранение получен в предишния цикъл. В това състояние на промяна въвеждане на данни не води до загубата на предишните данни, т.е. състоянието на изходите остава непроменена (запомнени сигнал).
JK-тригер (също наречен спусъка данни). Графичните символи: вход:
- J и К са две входни данни;
- C (синхронизиращ сигнал или тактовия вход). Графичните символа "кръгове и инверсия> - отрицателен фронт на импулса" на вход С на логическата схема означава, че данните се прехвърлят от входа към изхода часовник променя от високо ниво на ниско (4-5 парцел графика, описваща правоъгълен импулс). Пример за тактови импулси може да бъде периодичен правоъгълен сигнал.
Издаден:
- Q и Q vzaimoinversnyh обикновено има два изхода, обозначен Q и Q (HE-Q) се нарича нормален изход Q и изхода Q има обратен смисъл и се нарича комплементарна или обратен изход на спусъка.
Таблицата с истината на статични състояния JK-тригер
Забележка: 0 - LOW; 1 - HIGH; * - няма значение; ↓ - преход от високо към ниско импулс.
Истина Таблица JK-тригер: JK-тригер може да бъде в четири страни:
Trigger когато J и К входове получават ниво Н всеки импулс изходни нива се променя последователно - високо-ниско-високо-ниско, и т.н. (т.е., оперират в режим на броене) ...
Комплект / активиране на спусъка означава, че с входовете J = 1 и К = 0 и тактови импулси на прехода от Н до L състояние изход Q преминава в състояние високи.
Възстановяване (създаване на нула) спусъка - спусъкът получава на изхода Q състояние ниска.
Задайте състояние на покой - липсата на действия от страна на спусъка. Input J и К имат ниска състояние, часовниковата вход C не оказва влияние върху изходните сигнали.
Изпълнения на цифрови схеми:
Четири малко асинхронен брояч
С съединение последователно JK-тригера (добив Q на всяко резе е свързан с тактовия вход на следващото) се получава лесно "делител 2n» или двоичен брояч. Имайте предвид, че на директния ефект на изхода Q на всеки тригер с тактовия вход възниква само последващо падане ръб (попадащи ръб) на часовник входния сигнал.
Делител 2n -
Когато каскадни четирите JK-джапанки, които получаваме за борба с разделител 16, т.е. на изхода на последния тригер, образуван от правоъгълни импулси с честота, равна на 1/16 от честотата на входния сигнал часовник. На всеки етап (задействане) има разделяне на честотите от 2, общо четири етапа делител е 2 до силата 4 (2h2h2h2 = 16).
брояч -
Всеки импулс води до промяна на състоянието на изходни сигнали Q, като тези промени са в съответствие с правилата на двоично число, в което на изхода на първия тригер съответства на най-маловажният бит (на графиката ГДЕ), а последният изход (четвърта тригер) - най-маловажният бит (на СЗР на графиката) , Като се има предвид времето схема за четири изхода Q, виждаме увеличаване на стойността с всеки такт 0-15 (в двоичен представителство). Хранене индикатор изходи съдържание (например LED) може да бъде конструиран да представлява преброяване данни схема позволява в разбираема форма за индивида.
Този брояч е с много широко използване в индустрията, обаче, различни модификации са на разположение под формата на едночипови интегрални схеми, се пада на различните формати, като например 4-битов BCD много и цифрови броячи.