- •Цифровая электроника в устройствах управления
- •Оглавление
- •Раздел 1. Методические вопросы 7
- •Раздел II. Математические, логические и аппаратные основы цифровой электроники 29
- •Раздел III. Элементная база комбинационных цифровых узлов и устройств 71
- •Раздел IV. Последовательностные функциональные узлы 103
- •Введение
- •Раздел 1. Методические вопросы Лекция 1. Сведения о дисциплине
- •Цель и задачи дисциплины, её место в учебном процессе
- •Место дисциплины в структуре ооп впо
- •Требования к уровню освоения содержания дисциплины
- •Содержание дисциплины
- •Разделы дисциплины
- •Содержание разделов дисциплины
- •Раздел I. Введение. Методические вопросы –1 час.
- •Раздел II. Математические, логические и аппаратные основы цифровой электроники – 5 часов.
- •Раздел III. Элементная база комбинационных цифровых узлов и устройств – 6 часов.
- •Раздел IV. Элементная база последовательностных цифровых узлов – 4 часа.
- •Рекомендуемая литература
- •Учебники (рис. 2)
- •Справочники
- •Программное обеспечение и интернет-ресурсы
- •Методические рекомендации для студентов по изучению учебной дисциплины для очной формы и нормативного срока обучения
- •Указания по работе с основной и дополнительной литературой, рекомендованной программой дисциплины
- •1.5. Советы по подготовке к текущей аттестации и зачету
- •Материал для самостоятельной работы
- •1.6. Основные определения и понятия в цепи: процесс – информация – процесс
- •Информация и данные
- •Событие – сигнал – данные
- •Раздел II. Математические, логические и аппаратные основы цифровой электроники Методические рекомендации для студентов
- •Лекция 2. Варианты выполнения интегральных микросхем
- •2.1. Начальные сведения
- •2.2. Классификация имс
- •Определение
- •2.3. Сравнительный анализ имс семейства ттл различных серий
- •2.4. Особенности применения микросхем с тт-логикой
- •2.5. Варианты выполнения выходного каскада имс семейства ттл
- •2.6. Характеристика логического элемента
- •Лекция 3. Понятие кодирования и разновидности кодов
- •3.1. Основные положения
- •3.2. Специальные виды кодов
- •Лекция 4. Системы логических функций и их реализации
- •4.1. Основные тождества алгебры логики (повторение) 4
- •4.2. Системы логических функций от 1 и 2 аргументов
- •4.3. Минимизация логических функций
- •Метод Карно-Вейча
- •4.4. Дополнительные возможности логических преобразований на базе комбинационных микросхем ттл
- •Раздел III. Элементная база комбинационных цифровых узлов и устройств Методические рекомендации для студентов
- •Лекция 5. Сложные комбинационные схемы
- •5.1. Преобразователи кодов: классификация, назначение и функционирование
- •5.2. Шифраторы и дешифраторы семейства ттл: функционирование и использование
- •Лекция 6. Коммутаторы
- •6.1. Общее определение, классификация, назначение и функционирование
- •6.2. Функциональные схемы коммутаторов
- •6.3. Реализации коммутаторов информационных потоков
- •Лекция 7. Преобразователи специальных кодов и схемы анализа кодов
- •7.1. Преобразователи специальных кодов
- •7.2. Схемы анализа кодов
- •7.3. Арифметико-логические устройства
- •8.2. Триггеры Разновидности триггеров
- •Преобразование триггеров
- •8.3. Регистры
- •8.4. Счетчики: классификация, функционирование, использование
- •Вопросы для зачета Теоретическая часть
- •П римеры практических заданий
- •Заключение
- •Приложение Зарубежные аналоги наиболее распространенных микросхем ттл малой и средней интеграции
- •Библиографический список
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Лекция 7. Преобразователи специальных кодов и схемы анализа кодов
7.1. Преобразователи специальных кодов
Множество преобразователей кодов выпускается для управления различными недецимальными индикаторами. Чтобы рассмотреть их возможности, приведем классификацию индикаторов.
По принципу индикации можно выделить накальные, газоразрядные, электролюминесцентные, катодолюминесцентные, полупроводниковые (в основном светодиодные), жидкокристаллические и др. По способу создания изображения различают индикаторы: знаковые или символьные (в основном газоразрядные и катодолюминесцентные), сегментные, растровые (точечные), а также специальные (в основном, термометрические линейки с перемещающимся столбиком или меткой). Каждая разновидность индикаторов может давать полный и неполный набор символов.
Для управления линейками предназначены ИД12, ИД13, ИД11 (только в серии К155, в сериях последующих поколений они отсутствуют). К155ИД12 работает на светодиодные шкальные индикаторы со светящейся точкой (Iвых≤13 мА). Схема его выходного каскада (с ОЭ и внутренними токозадающими резисторами) позволяет включать светодиоды непосредственно между соответствующим выходом и землей. Аналогичные возможности имеют К155ИД13, который формирует двойную светящуюся точку, и К155ИД11, который формирует светящийся столбик.
Для управления знаковыми индикаторами, высвечивающими цифры, используются дешифраторы 4→10 (см. выше), для выдачи букв – ППЗУ (обычно К556РТ4 и т.п.).
Для управления светодиодными сегментными индикаторами применяются преобразователи В/nS КР133ПП4, К555ИД18, К514ИД1, К514ИД2, К514ПР1 (рис. 36). Для выключения свечения они имеют вход ВI (blanking input).
К514ПР1 используют так же, как К514ИД2, но он имеет регистр для записи, так что вместо ВI у него есть вход загрузки L(load).
Для управления матричными индикаторами предназначены К155ИД8, К155ИД9 (последний пригоден и для 7S-индикаторов, его импульсный ток 17 мА).
Схемы управления многоразрядными матричными индикаторами, например, АЛС340А, приведены в /2/.
Рис. 36. Дешифраторы и преобразователи кодов
Для высвечивания m-разрядных чисел используется метод динамической индикации, который заключается в импульсном последовательном включении m индикаторов. Структура такой схемы индикации приведена на рис. 37. Выход с B/7S на индикаторы – общий, но входы связаны со входами схемы (m четырехразрядных двоичных чисел) через коммутаторы (например, КП2 – сдвоенный четырехразрядный), управляемые тем же распределителем (счетчиком), что и питание индикаторов.
Рис. 37. Схема динамической индикации
Формирователи и дешифраторы помехозащищенных кодов выполняют на схемах контроля четности/нечетности, ПЗУ и других (изредка программно). Преобразователи символов АSСII в коды – на ПЗУ. То же – для RАD50. Алгоритм преобразования трехсимвольной комбинации ХYZ в 16 – разрядный двоичный код Р системы RАD50 описывается выражением R=((X*508)+Y)*508+Z, где символы XYZ должны быть представлены числами: пробел – 0, буквы – 1-32, цифры – 36-47.
Преобразователи двоично-десятичного кода в двоичный можно выполнить по алгоритму, приведенному, например, в /2/, на микросхемах средней сложности (в частности на сумматорах). Однако обычно использовали специальную микросхему – масочное ПЗУ К155ПР6 (рис.38,а) 32х8 бит.
Рис. 38
На рис. 39 показана схема преобразователя трехразрядного десятичного числа, представленного в двоично-десятичном коде, в двоичный код. Микросхема К155ПР6 имеет еще два применения: при использовании выходов А(Z1), B(Z2), С(Z3): при х=0 она производит преобразование двоично-десятичного числа Х=(х4,х3,х2,х1) в дополнение W1 до числа 9 по правилу W1 = 9-x=(z3,z2,x2,z1), при х=1 – преобразование двоично-десятичного числа Х=(х4,х3,х2,х1) в дополнение W2 до числа 10 по правилу W2=(Z3,Z2,Z1,X1)=
Преобразователи двоичного кода в двоично-десятичный выпускались в виде масочных ПЗУ К155ПР7 (рис.38,б), имеющих по 5 входов и 6 выходов. На рис. 40 показана реализованная на этой ПЗУ схема преобразователя десятиразрядного двоичного кода в двоично-десятичный код.
Р
Рис. 40. Схема преобразования десятиразрядного
двоичного кода в двоично-десятичный
Преобразователи кода Грея в позиционный и обратно в случае использования логических микросхем малой сложности имеют вид, приведенный на рис. 41, но могут выполняться и на ПЛМ или ППЗУ (при этом ППЗУ обозначают на УГО не РRОМ, а В/G или G/В).
Рис. 41
Обсудить: достоинства кода – недостатки преобразователей.