Министерство образования России

Краснотурьинский индустриальный колледж

по дисциплине

Выполнил преподаватель:

Симонова Н.Х.

Краснотурьинск 2007

СОДЕРЖАНИЕ:

1.Основы логического проектирования………………………………………………….........4

1.1. Представление сигналов в цифровой технике и основные логические элементы………4

1.2. Основные параметры логических элементов………………………………………………5

1.3.Диодный элемент ИЛИ……………………………………………………………………....6

1.4. Диодный элемент И………………………………………………………………………….7

1.5. Транзисторный элемент НЕ…………………………………………………………………8

1.6. Логические элементы ТТЛ – логики……………………………………………………….9

1.7. Логические элементы на МОП – транзисторах…………………………………………..10

1.8. Интегральные схемы инжекционной логики…………………………………………….12

1.9. Сравнительная характеристика интегральных логических элементов…………………13

2.0. Эмиттерно – связанная логика…………………………………………………………….13

2.Функциональные устройства ЦВМ………………………………………………………..14

2.1. Шифраторы. Их синтез…………………………………………………………………....14

2.2. Дешифраторы……………………………………………………………………………....15

2.3. Преобразователи кодов…………………………………………………………………....16

2.4. Мультиплексоры……………………………………………………………………………17

2.5. Демультиплексоры………………………………………………………………………....18

2.6. Цифровые компараторы……………………………………………………………………19

2.7. Сумматоры …………………………………………………………………………………20

3.Цифровые устройства………………………………………………………………………..23

3.1. Триггеры их назначение и типы…………………………………………………………..23

3.2. Логическая структура RS – триггера……………………………………………………..24

3.3. Двухступенчатый RS – триггер……………………………………………………………26

3.4. Синхронный RS – триггер…………………………………………………………………27

3.5. Двухтактный RS – триггер………………………………………………………………...28

3.6. Т – триггер………………………………………………………………………………….29

3.7. Универсальный JK – триггер…………………………………………………………......30

3.8. D – триггер…………………………………………………………………………………32

3.9. Особенности интегральных триггеров…………………………………………………...32

3.10. Триггеры с динамическим управлением…………………………………………… …32

3.11. Асинхронный RS – триггер………………………………………………………… …33

3.12.Одноступенчатый синхронный RS – триггер……………………………………… …33

3.13. Триггер Шмитта………………………………………………………………………….34

4. Счётчики……………………………………………………………………………………...37

4.1.Счетчики основные понятия………………………………………………………………37

4.2 Счетчики с последовательным переносом……………………………………………….47

4.3.Счетчики с параллельным переносом……………………………………………………41

5. делители частоты импульсной последовательности…………………………………..52

5.1. Делители частоты с коэффициентом деления N=3…………………………………….52

5.2. Делитель частоты с коэффициентом деления N=5…………………………………….52

6. Запоминающие устройства………………………………………………………………..53

6.1. Система памяти…………………………………………………………………………..53

6.2. Основные параметры запоминающих устройств………………………………………53

6.3. Запоминающее устройство с двух-координатной выборкой………………………….54

6.4. Обозначение сигналов выходов микросхем……………………………………………55

6.5. Запоминающие элементы памяти………………………………………………………56

6.6. Динамические элементы памяти………………………………………………………..56

6.6.1. Постоянные запоминающие устройства…………………………………………….57

6.6.2. Программируемые логические матрицы……………………………………………57

6.6.3. Схема микросхемы памяти с одно-координатной выборкой……………………..58

7. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи………………………….58

7.1. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП)…………………………………………...58

7.2. АЦП время импульсного типа…………………………………………………………..59

7.3. АЦП последовательного типа………………………………………………………...…60

7.4. Кодоимпульсный АЦП…………………………………………………………………...61

7.5. Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП)……………………………………………61

7.6. ЦАП с суммированием напряжения…………………………………………………….62

7.7. Схема преобразователя с суммированием напряжения на резисторной матрице…...63

7.8. Цифро-аналоговый преобразователь с суммированием тока………………………….64

8. Источник стабильного напряжения и стабильного тока……………………………..65

8.1. Стабилизатор напряжения……………………………………………………………….65

8.2. Стабилизатор тока………………………………………………………………………..65

9. Элементная база схемотехники…………………………………………………………..66

9.1. Резисторы…………………………………………………………………………………66

9.1.1. Классификация……………………………………………………………………….66

9.1.2. Параметры резисторов…………………………………………………………….....68

9.1.3. Полупроводниковые нелинейные резисторы……………………………………....69

9.2. Конденсаторы……………………………………………………………………………69

9.3. Система условных обозначений современных типов интегральных микросхем……73

9.4. Система обозначений интегральных микросхем PRO ELEKTRON………………….77

10. Классификация оптоэлектронных полупроводниковых приборов………………..79

11. Маркировка оптоэлектронных полупроводниковых приборов………….

Библиография…………………………………………………………………………………..

1. Основы логического проектирования.

1. Представление сигналов в цифровой технике и основные логические элементы.

   1. Физическое представление информации в схемотехнике

Физические сигналы логики могут быть представлены в виде уровня напряжений. Этот способ представления называется потенциальным. В этом случае используется напряжение двух уровней высокий (по значению модуля) уровень соответствует логической 1, низкий уровень соответствует логическому 0. Такой способ представления логических величин называется положительной логикой. Относительно редко применяется так называемая отрицательная логика, при которой логическая 1 соответствует низкий уровень напряжения, а логическому 0 – высокий уровень.

а) положительно

1 1 1

0 0

t

б) отрицательно

t

1 1

0 0 0

2. Классификация логических устройств.

Стр.5-6

1.1.3.Обозначение элементов, реализующих логические функции:

повторитель инвертор (НЕ) конъюнктор (И)

y = x y = x y = x1*x2

дизъюнктор (ИЛИ) элемент И-НЕ элемент ИЛИ-НЕ

(элемент Шеффера) (элемент Пирса)

y = x1 \/ x2 y = x1*x2 = x1|x2 y = x1 \/ x2 = x1 x

сложение по модулю 2 элемент И-ИЛИ элемент И-ИЛИ-НЕ

y = x1*x2 \/ x1*x2 = x1+x2 y = x1*x2 \/ x3*x4 y = x1*x2 \/ x3*x4

1.1.4. Основные параметры логических элементов.

Логические элементы характеризуются многими параметрами. Среди них следующие могут считаться основными:

1. Коэффициент объединения по входу – определяет количество входов логических элементов.

2. Нагрузочная способность – определяет число элементов, которое может быть подключено к выходу данного элемента.

3. Быстродействие – задержка распространения сигнала от входа к выходу элемента.

4. Помехоустойчивость – оценивается максимальным значением помехи не вызывающей нарушение работы элемента. Оценить помехоустойчивость можно по передаточной характеристике:

Придаточная характеристика представляет собой зависимость выходного напряжения от входного. Для её получения необходимо соединить все входы логического элемента и изменяя напряжение на входе, отмечать соответствующие значения напряжения на выходе.

Запрещённое значение сигналов:

Unº < Uвх < Un¹

1.2.Элементы логики.

1.2.1 Диодный элемент «или».

положительная логика отрицательная логика

рис. 1 рис. 2

На рис. 1 приведена схема элемента для работы с положительными напряжениями. При отрицательных напряжениях полярность включения диодов необходимо изменить, как показано на рис. 2.

рис. 3 рис. 4

Опишем работу схемы на рис. 1 при действии на одном из входов (например Вх1) напряжения показанной на рис. 4 формы, а на остальных входах – напряжения уровня логического 0. В момент t1 при возрастании напряжения на Вх1 от уровня логического 0 до уровня логической единицы откроется диод и положительное напряжение со входа через открытый диод передастся на резистор R, т.е. на выход. Это напряжение, возникающее на R, для всех других диодов является отрицательным, и эти диоды остаются в закрытом состоянии. Таким образом, на выходе элемента образуется сигнал, соответствующий логической единицы, если хотя бы на одном из входов действует логическая единица. Следовательно, элемент реализует операцию дизъюнкции (операция ИЛИ).

С_экв – эквивалентная ёмкость монтажа.

r – выходное сопротивление схемы элемента и выходное сопротивление источников импульса входа.

T – нарастание – постоянная времени нарастания выходного напряжения. Показывает, с какой скоростью изменяется выходное напряжение при изменении входного от логического нуля до логической единицы.

Т_нар = r * C_экв

Скорость спадания выходного напряжения значительно меньше, чем скорость нарастания выходного напряжения.

Переключать элемент можно только тогда, когда выходное напряжение достигает нуля, поэтому быстродействие таких элементов очень низкое.