Типы серийных логических элементов

Цифровые интегральные схемы бывают:

  • 1. ИС малой степени интеграции с числом транзисторов <100.
  • 2. ИС средней степени интеграции п ~ 103.
  • 3. БИС - большие интегральные схемы п ~ 104 4- 105.
  • 4. СБИС - сверхбольшие интегральные схемы п > 106.

Наиболее популярные ИС малой степени интеграции

ТТЛ - транзисторно-транзисторная логика. Входная логика на многоэмиттерных транзисторах, ключи с динамической нагрузкой. Е=5В.

ТТЛШ - транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки. Большое быстродействие.

п-МОП логика. Все элементы по МОП транзисторах. Не высокое быстродействие, малое потребление.

КМОП - логика на комплементарных МОП транзисторах. Рабочее напряжение от 3 до 15 В. Сверхнизкое потребление мощности. Высокое быстротействие.

В.А. Алехин. Электроника и схемотехника. 2017.

Примеры комбинационных схем

И-И-НЕ

Рис. 11.13

Условное графическое изображение мультиплексора (8-1)

Условное графическое изображение демультиплексора 0^4)

Условное графическое изображение дешифратора 3x8

В.А. Алехин. Электроника и схемотехника. 2017.

Триггеры

Рис. 11.14

Асинхронный KS - триггер содержит одну ячейку памяти, может быть выполнен на двух элементах ИЛИ-HE и имеет два прямых информационных входа:

R - раздельный вход сброса триггера (0=0);

S - раздельный вход установки триггера (0=1).

Триггер называется асинхронным, если переключение его происходит сразу при изменении информационных сигналов. Работа асинхронного RS - триггера на элементах ИЛИ-HE отображается таблицей

переходов.

Таблица переходов

Функциональное состояние RS- триггера

R

S

Qn+i

0

0

Qn

0

1

1

1

0

0

1

1

-

определяется уравнением:

Qn + l — RnSn + RnQn

где Qn и Qn+i - соответственно предыдущее и новое состояние триггера.

В синхронных триггерах имеется синхронизирующий вход С и пе

реключение происходит при поступлении на этот вход синхронизирующего импульса. Причем момент переключения может соответствовать переднему или заднему фронту синхроимпульса.

В.А. Алехин. Электроника и схемотехника. 2017.

/7-триггер

D- триггер (рис. 11.15) имеет информационный вход D (data -данные). Информация со входа D заносится в триггер по положительному перепаду на счетном входе С триггера. Помимо счетного С и информационного D - входов, триггер имеет асинхронные установочные R и S входы. Установочные входы приоритетны. Они устанавливают триггер независимо от сигналов на входах Си D. После окончания установки входы R и S следует перевести в неактивное со-стояяние R = S = 1. Далее по переднему фронту импульса на счетном входе С на выход триггера пересылаются данные с информационного входа D.

Уравнение D- триггера имеет вид:

Qn+I=[CQ„+CD + S]R

Рис. 11.15

Таблица переходов Р-триггера_______

R

5

(J

Qn

Qn+i

1

0

-

-

0

i

0

1

-

-

1

0

1

1

0

0

0

1

1

1

0

i

./К-триггер

-триггер (рис. 11.16) является наиболее универсальным, так как на его основе могут быть построены любые из рассмотренных выше триггеров. JK- триггер имеет: входы J (jump-прыжок) и К (kill- отключение) установки триггера в состояния Q= и 2=0 соответственно; синхронизирующий вход С; раздельный вход S асинхронной установки триггера (2=1); раздельный вход R асинхронного сброса триггера (2=0). В схеме (рис. 11.16) входы S и R имеют низкий активный уровень. Причем, входы S и R имеют приоритетное значение. После асинхронной установки в модели надо установить R = S =1.

Функциональное состояние JK- триггера определяется уравнением:

Qll+l=[C(JQn + KQ„) + CQ„+s]R

В.А. Алехин. Электроника и схемотехника. 2017.

JК- триггер

Рис. 11.16. JК- триггер

Таблица переходов

R

S

J

к

с

Qn

Qn+i

1

0

-

-

-

1

0

0

1

-

-

-

0

1

1

1

1

0

0

1

1

1

0

1

1

0

1

1

1

1

Меняется на противоположное

В.А. Алехин. Электроника и схемотехника. 2017.

Синхронный RS-триггер D-триггер Асинхронный RS-

триггер

На триггерах строят счетчики и регистры.

Счетчики импульсов

Счетчики предназначены для подсчета числа импульсов. С поступлением каждого импульса на вход С счетчик меняет свое состояние на единицу. Счетчики бывают суммирующие, вычитающие, реверсивные.

G О----

Счетные импульсы

о—? К Установка нуля

Асинхронный счетчик на D- триггерах

В начале счета все триггеры устанавливаются в нуль и с входов R и S снимаются активные уровни.

На счетный вход С1 первого триггера поступают счетные импульсы. Каждый импульс изменяет состояние триггеров так, что на выходах QI - Q4 формируется двоичный код, соответствующий числу счетных импульсов.

Модуль счета Ксч = 2 =16.

В.А. Алехин. Электроника и схемотехника. 2017.

Модель асинхронного счетчика

Рис. 11.17.

Time (s)

Временные диаграммы двоичного счетчика

В.А. Алехин. Электроника и схемотехника. 2017.

Регистры

Регистром называется устройство цифровой техники, предназначенное для записи, хранения и (или) сдвига информации, представленной в виде многоразрядного двоичного кода.

По способу приема информации регистры подразделяют на:

последовательные (сдвигающие), в которых информация записывается и считывается только в последовательной форме;

параллельные (статические), в которых информация записывается и считывается только в параллельной форме;

последовательно-параллельные, в которых информация записывается или считывается как в последовательной, так и в параллельной формах.

Простейшие регистры выполняют на триггерах. Схема последовательного сдвигающего регистра на JK- триггерах показана на рис. 11.18.

Четырехразрядный сдвигающий регистр с последовательным вводом

Рис. 11.18. Четырехразрядный сдвигающий регистр с последовательным вводом

В.А. Алехин. Электроника и схемотехника. 2017.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >