- •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
Раздел III. Элементная база комбинационных цифровых узлов и устройств Методические рекомендации для студентов
При изучении раздела особое внимание следует обратить на классификацию комбинационных микросхем средней сложности и различные варианты реализации комбинационных узлов на тех или иных микросхемах.
Лекция 5. Сложные комбинационные схемы
В отечественных условных обозначениях этой группы микросхем обычно первой идет буква И, в частности сочетание ИВ обозначает шифраторы, ИД – демультиплексоры-дешифраторы, ИМ – сумматоры, ИП – прочие микросхемы повышенной сложности, например, схемы контроля четности, перемножители, арифметико-логические устройства и др. В эту же группу входят: СП – схемы сравнения кодов, КП – коммутаторы (мультиплексоры) информационных потоков, ПР и ПП – преобразователи кодов, РЕ, РР, РТ, РФ – постоянные ЗУ.
5.1. Преобразователи кодов: классификация, назначение и функционирование
Определим понятие преобразователя – будем называть преобразователем устройство, выходные сигналы которого СООТВЕТСТВУЮТ входным по некоторому ПРАВИЛУ (в такой интерпретации усилитель – это преобразователь текущего значения сигнала по правилу … – сформулируйте).
Преобразователи кодов используются для преобразования ФОРМЫ цифровой информации, причем ПРАВИЛО преобразования задается таблицей соответствия. Обычно эта таблица отображает правило сохранения численного значения числовой информации. Численное значение, как правило, выражается в привычной десятичной системе счисления.
Преобразователи кодов имеют n входов и k выходов. Соотношения между числами n и k могут быть любыми: n=k, n>k и n<k. Преобразователи кодов можно разделить на два типа: с невесовым преобразованием и с весовым преобразованием кодов. Примером преобразователей первого типа являются преобразователи двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора десятичных цифр. Преобразователи второго типа используются, как правило, для преобразования числовой информации.
Как и все комбинационные узлы устройств ЧПУ, преобразователи кодов могут быть выполнены на логических микросхемах малой сложности, на микросхемах средней сложности (обычно на коммутаторах), на специальных микросхемах, на ПЗУ и ПЛМ. Выбор конкретного решения зависит от сложности алгоритма перекодирования. В некоторых случаях для этого применяют даже микропроцессоры (например, в клавиатурах современных персональных ЭВМ). На УГО преобразователи кодов обозначаются X/Y или «конкретный код/конкретный код», например G/B (преобразователь кода Грея в позиционный бинарный).
Специальные микросхемы для преобразования различных кодов в двоичный позиционный код (схемы описаны ниже):
унитарного – шифраторы (CD);
десятичного – через двоично-десятичный;
двоично-десятичного – микросхема ПР6;
двоичного с паритетом – ИП2, ИП5;
кода Грея – ЛП5, ЛП12;
кода Джонсона – приоритетный шифратор (PRCD).
Специальные микросхемы для преобразования двоичного кода в различные коды (описаны ниже):
в унитарный – дешифраторы (DС);
в двоично-десятичный – микросхема ПР7;
в двоичный с паритетом – ИП2, ИП7;
в код Грея – ЛП5, ЛП12, хотя нет смысла;
в код Джонсона – специальный дешифратор (X/Y).
Рассмотрим поочередно различные преобразователи кодов.