- •В.В. Болгов, в.И. Енин, а.В. Смольянинов
- •Схемотехника
- •В.В. Болгов, в.И. Енин, а.В. Смольянинов Схемотехника
- •Схемотехника
- •Введение
- •После изучения дисциплины необходимо знать:
- •После изучения дисциплины необходимо уметь:
- •В.1. Роль и место курса “Схемотехника” в учебном процессе
- •В.2. Основные направления развития цифровых устройств
- •В.3. Самостоятельная работа студентов и контроль знаний
- •1 . Основы теории логических функций.
- •1.1. Логические функции
- •1.2. Основные законы и тождества алгебры логики
- •1.3. Формы представления логических функций
- •Совершенная дизъюнктивная нормальная форма
- •Совершенная конъюнктивная нормальная форма
- •Получение логических выражений скнф и сднф
- •1.4. Минимизация логических функций
- •Метод Квайна
- •Метод карт Вейча
- •1.5. Построение и анализ работы логических схем
- •1.6. Построение логических схем с несколькими выходами
- •1.7. Вопросы и задания для самоконтроля
- •2. Интегральные микросхемы
- •2.1. Технологии цифровых интегральных схем
- •2.2. Параметры интегральных микросхем
- •2.3. Логические элементы транзисторно-транзисторной логики
- •2.3.1. Входные каскады ттл микросхем
- •2.3.2. Типы выходных каскадов ттл цифровых элементов
- •Логический выход
- •Элементы с тремя состояниями
- •Выходные каскады с открытым эмиттером
- •Выход с открытым коллектором
- •Основные характеристики микросхем ттл серий
- •2.4. Логические элементы эмиттерно-связанной логики
- •2.5. Логические элементы на моп‑транзисторах
- •2.6. Кмоп микросхемы
- •2.6.1. Режим неиспользуемых входов
- •2.6.2. Преобразователи уровня
- •2.7. Простейшие интегральные микросхемы
- •2.8. Шинные формирователи и приемопередатчики
- •2.9. Вопросы и задания для самоконтроля
- •3. Устройства комбинационного типа
- •Двоичные шифраторы и дешифраторы
- •3.1.1. Разработка схемы шифратора и его работа
- •3.1.2. Приоритетный шифратор
- •3.1.3. Разработка схемы дешифратора и его работа
- •3.1.4. Преобразователи кодов
- •3.2. Мультиплексоры и демультиплексоры
- •3.2.1. Мультиплексоры
- •3.2.2. Демультиплексоры
- •3.2.3. Получение мультиплексоров и демультиплексоров на большое количество входов (выходов)
- •3.2.4. Универсальные логические модули
- •3.2.5. Совместная работа мультиплексора и демультиплексора
- •3.3. Сумматоры, алу и матричные умножители
- •3.3.1. Одноразрядный сумматор
- •3.3.2. Сумматор последовательного действия
- •3.3.3. Сумматор параллельного действия с последовательным переносом
- •3.3.4. Сумматор параллельного действия с параллельным переносом
- •3.3.5 Арифметико-логические устройства
- •3.3.6. Матричные умножители
- •3.4. Компараторы
- •3.5 Схемы контроля
- •3.6. Вопросы и задания для самоконтроля
- •4. Узлы последовательностного типа
- •4.1. Триггеры
- •4.1.1. Асинхронные триггеры
- •4.1.2. Асинхронный d-триггер
- •4.1.3. Синхронные триггеры
- •Синхронный rs-триггер
- •Синхронный d-триггер
- •Триггеров
- •4.1.4. Триггеры с двухступенчатым запоминанием информации
- •4.1.6. Счетный триггер
- •4.1.7. Динамические триггеры
- •4.1.8. Установка начального значения триггера
- •4.1.9. Триггеры Шмидта
- •4.2. Регистры
- •4.2.1. Параллельный регистр
- •4.2.2. Последовательные (сдвигающие) регистры
- •4.2.3. Взаимное преобразование числа из последовательного кода в параллельный
- •4.3. Счётчики
- •4.3.1. Суммирующие счетчики
- •4.3.2. Вычитающие счетчики
- •4.3.3. Реверсивные двоичные счетчики
- •4.3.4. Кольцевые счетчики
- •4.3.5. Условное обозначение счетчиков
- •4.3.6. Быстродействие счетчиков
- •4.3.7. Программирование счетчиков
- •4.4. Вопросы и задания для самоконтроля
- •5. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи
- •5.1. Аналого-цифровые преобразователи
- •5.1.1. Принцип аналого-цифрового преобразования
- •5.1.2. Ацп с промежуточным преобразованием во временной интервал
- •5.1.3. Аналого-цифровой преобразователь с обратной связью
- •5.1.4 Аналого-цифровой преобразователь следящего типа
- •5.1.5. Параллельный ацп
- •5.1.6. Интегрирующие ацп
- •5.1.7. Ацп последовательных приближений
- •5.2. Цифро-аналоговые преобразователи
- •5.3. Преобразователи интервалов времени
- •5.4. Вопросы для самоконтроля
- •6. Устройства хранения информации
- •6.1. Основные характеристики запоминающих устройств
- •6.2. Оперативные запоминающие устройства
- •6.2.1. Статические озу
- •6.2.2. Динамические озу Принцип действия динамических озу
- •Схемные особенности динамических озу
- •6.3. Постоянные запоминающие устройства
- •Масочные пзу
- •Программируемые пзу
- •6.4. Перепрограммируемые запоминающие устройства
- •Флэш-память
- •6.5. Вопросы для самоконтроля
- •7. Селекторы импульсных сигналов
- •7.1. Амплитудные селекторы
- •7.1.1. Селектор максимального уровня
- •7.1.2. Селектор минимального уровня
- •7.2. Временные селекторы
- •7.3 Селекторы импульсов по длительности
- •7.3.1. Селекторы максимальной длительности
- •7.3.2. Селекторы минимальной длительности
- •7.4 Элементы задержки и формирователи импульсов
- •7.5. Вопросы для самоконтроля
- •8. Средства отображения информации
- •8.1. Газоразрядные цифровые индикаторы
- •8.2. Знакосинтезирующие индикаторы
- •8.3. Вакуумные люминесцентные индикаторы
- •8.4. Вакуумные накаливаемые индикаторы
- •8.5. Полупроводниковые семисегментные индикаторы
- •8.6. Жидкокристаллические индикаторы (жки)
- •8.7. Матричные индикаторы
- •8.8. Подключение индикаторов к эвм
- •8.9. Вопросы и задания для самоконтроля
- •9. Автоматы
- •9.1. Автомат в системе управления
- •9.2. Структурный автомат
- •9.3. Аппаратная реализация автоматов
- •9.4. Вопросы и задания для самоконтроля
- •Заключение
- •Б иблиографический список
- •ПриложенИя
- •Приложение 1. Обозначения цифровых микросхем
- •Приложение 2. Условные графические обозначения элементов цифровой техники
- •Оглавление
Б иблиографический список
Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы: Справочное пособие./ Под ред. С.В. Якубовского. – М.: Радио и связь,1984. – 432с.
Бабаев В.Г. Основы цифровой схемотехники. – М.: МГТУГА. 1995. – 120 с.
Бирюков С. А. Цифровые устройства на интегральных микросхемах. – М.: Радио и связь. 1991. – 183 с.
Бирюков С.А. Цифровые устройства на МОП-интегральных микросхемах. – М.: Радио и связь, 1990. – 126с.
Брэдис П. и др. Применение интегральных микросхем: Практ. рук-во в 2 кн. / Под ред. А.Уильямса; пер. с англ, под ред. И.Н.Теплова. – М.: Мир, 1987.
Букреев И.Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. – М.: Радио и связь, 1990. – 414 с.
Букреев И.Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. – М.: Радио и связь,1990. – 416с.
Вуколов Н.И., Михайлов А.Н. Знакосинтезирующие индикаторы: Справочник/ Под ред. Балашова. – М.: Радио и связь, 1987. – 576с.
Дисеймс У. 500 практических схем на ИС. – М.: Мир, 1992. – 373 с.
Зубчук В.И. и др. Справочник по цифровой схемотехнике. – Киев: Тэхника. 1990. – 446 с.
Иванов В.И. и др. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы: Справочник. –М. : Энергоатомиздат, 1988. – 448с.
Калабеков Б.А., Мамзелев И.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы. – М.: Радио и связь, 1987. – 400 с.
Мальцева Л.А. и др. Основы цифровой техники. – М.: Радио и связь,1987. – 128с.
Методы и средства диагностирования КМОП БИС.: Уч. пособ.. – М.: Радио и связь, 1993. – 240 с.
Миллер Р., Кестнис Т. Элементы интегральных схем. – М.: Мир, 1989. –630 с.
Нешумова К.А. Электронные вычислительные машины и системы. – М.: Высшая школа, 1989. – 366 с.
Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах. – М.: Радио и связь,1990. – 304с
Токхайм М.. Роджер Л. Основы цифровой электроники. – М.: Мир, 1988. – 391 с.
Туш М. Справочное пособие по цифровой электронике. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 175 с.
Угрюмов Е.. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ, 2000. – 528с.П.
Федорков В.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 318 с.
Хоровиц П., Хилл У.. Искусство схемотехники: в 3х томах. Пер. с англ. – М.: Мир, 1993.
Хоровиц П., Хилл У.. Искусство схемотехники: в 2-х томах. Т.1. Пер с англ. – М.: Мир, 1986. – 598с.
. Цифровая и вычислительная техника: Учебник для вузов. – М.: Радио и связь. 1991. – 464 с.
ПриложенИя
Приложение 1. Обозначение цифровых микросхем
Приложение 2. Условные графические обозначения элементов цифровой техники
Приложение 1. Обозначения цифровых микросхем
Условное обозначение интегральной микросхемы состоит из четырех элементов.
Первый элемент представляет собой цифру, обозначающую конструктивно-технологическое исполнение микросхемы. По данному признаку микросхемы подразделяют на три группы:
- полупроводниковые (обозначаются цифрами 1, 5, 6 или 7, причем цифра 7 присвоена бескорпусным микросхемам);
- гибридные (обозначаются цифрами 2, 4 и 8);
- прочие: пленочные, вакуумные, керамические и другие (обозначаются цифрой 3).
Второй элемент состоит из двух-трех цифр и обозначает порядковый номер серии.
Первый и второй элементы в совокупности образуют полный номер серии.
Третий элемент состоит из двух букв, обозначающих функциональное назначение микросхемы. Условные обозначения функциональных типов микросхем представлены в таблице 10.1.
Четвертый элемент состоит из одной или нескольких цифр и обозначает порядковый номер разработки микросхемы в данной серии.
Буквы К, КМ и КР, стоящие перед цифровым обозначением микросхем, определяют условия приемки микросхем на заводе-изготовителе.
Обозначение функциональных типов микросхем Таблица 10.1
Функциональное назначение |
Обозначение |
Микросхемы вычислительных средств |
|
МикроЭВМ |
ВЕ |
Микропроцессоров |
ВМ |
Микропроцессорных секций |
ВС |
ИМС микропрограммного управления |
ВУ |
Функциональных расширителей |
ВР |
Синхронизации |
ВБ |
Управления прерыванием |
ВН |
Управления вводом-выводом |
ВВ |
Управления памятью |
ВТ |
Функциональных преобразователей информации |
ВФ |
Сопряжения с магистралями |
ВА |
Времязадающие |
ВИ |
Микрокалькуляторов |
ВХ |
Контроллеров |
ВГ |
Комбинированных |
ВК |
Специализированных |
ВЖ |
Прочие |
ВП |
Микросхемы цифровых устройств |
|
Арифметико-логических устройств |
ИА |
Регистров |
ИР |
Сумматоров |
ИМ |
Полусумматоров |
ИЛ |
Счетчиков |
ИЕ |
Шифраторов |
ИВ |
Дешифраторов |
ИД |
Комбинированных устройств |
ИК |
Прочие |
ИП |
Коммутаторы и ключи |
|
Тока |
КТ |
Напряжения |
КН |
Прочие |
КП |
Логические элементы |
|
И-НЕ |
ЛА |
ИЛИ-НЕ |
ЛЕ |
И |
ЛИ |
ИЛИ |
ЛЛ |
НЕ |
ЛН |
И-ИЛИ |
ЛС |
И-НЕ/ИЛИ-НЕ |
ЛБ |
И-ИЛИ-НЕ |
ЛР |
И-ИЛИ-НЕ/И-ИЛИ |
ЛК |
ИЛИ-НЕ/ИЛИ |
ЛМ |
Расширители |
ЛД |
Прочие |
ЛП |
Накопители запоминающих устройств |
|
Оперативные запоминающие устройства |
РМ |
Постоянные запоминающие устройства ПЗУ со схемами управления: масочные с однократным программированием с многократным программированием с ультрафиолетовым стиранием и электрической записью информации |
РВ
ЗР РТ РР РФ |
ЗУ со схемами управления: |
|
оперативные |
РУ |
ассоциативные |
РА |
на цилиндрических магнитных доменах |
РЦ |
Прочие |
РП |
Триггеры |
|
JK-типа |
ТВ |
RS-типа |
ТР |
D-типа |
ТМ |
Т-типа |
ТТ |
Динамические |
ТД |
Шмитта |
ТЛ |
Комбинированные ( DT, RST и др. ) |
ТК |
Прочие |
ТП |
Многофункциональные ИМС |
|
Аналоговые |
ХА |
Цифровые |
ХЛ |
Комбинированные |
ХК |
Матрицы аналоговые |
ХН |
Матрицы комбинированные |
ХТ |
Прочие |
ХП |