- •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 6. Коммутаторы
6.1. Общее определение, классификация, назначение и функционирование
О
Рис. 24
В общем случае коммутаторы информационных потоков могут иметь также входы Е разрешения ввода, входы ОЕ разрешения вывода информации и входы/выходы других специальных сигналов.
Коммутаторы информационных потоков могут быть многоканальными (k каналов), в этом случае они имеют k групп по x входов, k групп по y выходов, причем выбор по всем группам входов и выходов управляется общими сигналами адреса и общими или раздельными сигналами Е, ОЕ.
Количество адресных входов (разрядность коммутатора m, n) в зависимости от количества информационных входов/выходов определяется соотношениями
m = int (log2x), n = int (log2y), (19)
где int означает округление в бóльшую сторону до целого числа.
Коммутаторы с m = log2x, n = log2y называют полными, а с m > log2 x, n > log2y – неполными.
Разновидность коммутаторов, которые имеют несколько информационных входов и один выход (многоканальные – несколько выходов) и которые обеспечивают передачу информации на выход со входа, выбранного адресным кодом, называют мультиплексорами, а также мультиплексорами-селекторами (или просто коммутаторами). Соответственно функциональное обозначение на УГО имеет вид MUX, MX или MS. Неполные мультиплексоры обычно не используются. Если обозначить информационный поток на входе 0 как I0, на входе 1 как I1, и т.д., сигнал на выходе как Q, и код управления как А = {Аn-1 … А0}, то, например, таблица функционирования мультиплексора 8-1 будет иметь вид, приведенный в табл. 13. В соответствии с этой таблицей мультиплексор можно представить в виде переключающего контакта с цифровым управлением – рис. 25.
Таблица 13
А2 А1 А0 Q
0 0 0 I0
0 0 1 I1
0 1 0 I2
0 1 1 I3
1 0 0 I4
1 0 1 I5
1 1 0 I6
1 1 1 I7 Рис. 25
Сделайте пример УГО и таблицы функционирования двухканального МХ 2-1.
В англоязычной литературе мультиплексоры обычно изображают так, как показано на рис. 26.
Демультиплексоры. Разновидность коммутаторов информационных потоков, которые имеют один информационный вход (многоканальные – несколько входов) и несколько выходов и которые обеспечивают передачу информации с входа на выход, выбранный адресным кодом, называют демультиплексорами. Их функциональное обозначение на УГО – DMX. Если обозначить информационный поток на входе как I, а сигналы на выходах как Q0...Q7, то таблица функционирования демультиплексора 1-8 будет иметь вид
Таблица 14
А2 |
А1 |
А0 |
Q0 |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
Q4 |
Q5 |
Q6 |
Q7 |
0 |
0 |
0 |
I |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
I |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
I |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
I |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
I |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
I |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
I |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
I |
В соответствии с этой таблицей демультиплексор можно представить в виде переключающего контакта с цифровым управлением – рис. 27.
Рис. 27
Сделайте пример УГО и таблицы функционирования двухканального DМХ 1-2.