Разработка стенда для анализа работы логического элемента "кодер" - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника дипломная работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Разработка стенда для анализа работы логического элемента "кодер"

Двоичные логические операции с цифровыми сигналами. Преобразование десятичных чисел в двоичную систему счисления. Применение шифратора. Изучение результатов исследований работы логических устройств с помощью программы схемотехнического моделирования.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

ГОУ «Тираспольский Техникум Информатики и Права»
Тема: Разработка стенда для анализа работы логического элемента «кодер»
Исполнитель: Великодный Евгений Сергеевич
Руководитель: Иванов Александр Леонидович
Кодер является одним из основных элементов цифровой схемотехники, осуществляющим преобразование десятичных чисел в двоичную систему счисления. Шифраторы широко используются в разнообразных устройствах ввода и вывода информации в цифровых системах. Существуют разные виды шифраторов: двоичные, троичные, приоритетные.
В работе была поставлена задача, исследовать кодер с помощью программных средств Protel, OrCAD и SPICE. Рассмотрены принципы работы кодеров, а также проделана работа по изготовлению действующего макета стенда. В качестве элементной базы были выбраны логических элементы 3ИЛИ-НЕ, 2ИЛИ-НЕ и инвертор, изготовляемые по КМОП технологии.
В экономической части изучены методы ценообразования продукции на предприятиях, ценовая политика и стратегия, виды цен, рассмотрены методы ценообразования на территории ПМР.
В разделе охраны труда были изучены материалы по технике безопасности работы с электронной техникой, требованиям к организации и оборудованию рабочего места, а также противопожарная безопасность.
Глава 1. Техническая часть. Разработка стенда для анализа работы логического элемента «кодер»
1.1.3 Стандартное применение шифратора
1.1.5 Двоичные логические операции с цифровыми сигналами (битовые операции)
1.1.5.1 Элементы И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ
1.1.5.2 Логика на КМОП транзисторах
1.2.1 Основные характеристики системы автоматизированного проектирования OrCAD
1.2.2 Результаты исследований работы логических устройств с помощью программы схемотехнического моделирования PSpice AD
1.3.1 Изготовление печатной платы и макета
Глава 2. Экономическая часть. Цена и ценообразование на продукцию предприятия
2.2 Стратегии и методы ценообразования
2.3 Ценовая политика предприятия. Её сущность и значение. Цели и этапы
2.4 Цена и ценообразование на продукцию на территории ПМР
Глава 3. Охрана труда. Безопасность работы с электронной техникой
3.2 Характеристика санитарно-гигиенических условий труда
3.3 Производственная санитария и гигиена труда
3.4 Требования к организации и оборудованию рабочего места
3.5 Требования безопасности при работе с компьютерной техникой
3.6 Правила безопасности при травлении печатной платы
3.7 Требования безопасности при пайке
3.8 Требования безопасности при наладке и ремонте
Шифратор преобразует номер входного сигнала в выходной двоичный код, т.е. шифрует или кодирует номер входного сигнала. Количество выходных сигналов дешифратора и входных сигналов шифратора равно количеству возможных состояний двоичного кода (входного кода у дешифратора и выходного кода у шифратора), то есть 2 n , где n -- разрядность двоичного кода Микросхемы дешифраторов обозначаются на схемах буквами DC (от английского Decoder), а микросхемы шифраторов -- CD (от английского Coder). Шифратор представляет собой матрицу кодирующих ячеек, каждая строка которой состоит из последовательно соединенных через информационные выходы n ячеек (n - число кодирующих сигналов).
Цена продукции для предприятия - важнейшая экономическая категория, оказывающая значительное влияние на его деятельность и решение социальных проблем. Цена - это один из четырех важнейших покупательских мотивов в выборе товаров длительного пользования. Информация о ценообразовании и ценах конкурирующих фирм представляет собой стратегический интерес. Многие компании изучают цены, сложившиеся на рынке, в целях информационного обеспечения конкурентной борьбы, реализации возможности повышения рентабельности, определения своей ценовой ниши. Изучение цен - объективная необходимость, особенно с учетом низкого уровня жизни значительной части населения нашей страны (и вследствие этого его особого отношения к ценам). Важна также грамотная организация охраны труда на предприятии, а именно: необходима служба охраны труда, необходимо проведение обучения работников, должны быть предусмотрены мероприятия пожарной безопасности, обеспечение работников соответствующими средствами индивидуальной защиты, а также проводиться аттестация рабочих мест.
Глава 1. Техническая часть. Разработка стенда для анализа работы логического элемента «кодер»
Функции дешифраторов и шифраторов понятны из их названий. Дешифратор преобразует входной двоичный код в номер выходного сигнала (дешифрирует код), а шифратор преобразует номер входного сигнала в выходной двоичный код (шифрует номер входного сигнала). Количество выходных сигналов дешифратора и входных сигналов шифратора равно количеству возможных состояний двоичного кода (входного кода у дешифратора и выходного кода у шифратора), то есть 2 n , где n -- разрядность двоичного кода (рис. 1). Микросхемы дешифраторов обозначаются на схемах буквами DC (от английского Decoder), а микросхемы шифраторов -- CD (от английского Coder).
Рисунок 1.1. Функции дешифратора (слева) и шифратора (справа).
На выходе дешифратора всегда присутствует только один сигнал, причем номер этого сигнала однозначно определяется входным кодом. Выходной код шифратора однозначно определяется номером входного сигнала.
Шифратор (coder) выполняет функцию преобразования унарного кода в двоичный . При подаче сигнала на один из входов (обязательно на один, не более) на выходе появляется двоичный код номера активного входа.
Рисунок 1.2. Схема кодера (шифратора).[6]
На рис. 3 показаны для примера две микросхемы шифраторов ИВ1 и ИВ3. Первая имеет 8 входов и 3 выхода (шифратор 8-3), а вторая -- 9 входов и 4 выхода (шифратор 9-4). Все входы шифраторов -- инверсные (активные входные сигналы -- нулевые). Все выходы тоже инверсные, то есть формируется инверсный код. Микросхема ИВ1, помимо 8 информационных входов и 3 разрядов выходного кода (1, 2, 4), имеет инверсный вход разрешения -ЕI, выход признака прихода любого входного сигнала -GS, а также выход переноса -EO, позволяющий объединять несколько шифраторов для увеличения разрядности.
Рисунок 1.3. Микросхемы шифраторов.
Из таблицы видно, что на выходах кода 1, 2, 4 формируется инверсный двоичный код номера входной линии, на который приходит отрицательный входной сигнал. При одновременном поступлении нескольких входных сигналов формируется выходной код, соответствующий входу с наибольшим номером, то есть старшие входы имеют приоритет перед младшими. Поэтому такой шифратор называется приоритетным. При отсутствии входных сигналов (вторая строчка таблицы) формируется выходной код 111. Единичный сигнал -EI (первая строчка) запрещает работу шифратора (все выходные сигналы устанавливаются в единицу). На выходе -GS вырабатывается нуль при приходе любого входного сигнала, что позволяет, в частности, отличить ситуацию прихода нулевого входного сигнала от ситуации отсутствия любых входных сигналов. Выход -EO становится активным (нулевым) при отсутствии входных сигналов, но разрешении работы шифратора сигналом -EI.
Приоритетный шифратор отличается от шифратора наличием дополнительной логической схемы выделения активного уровня старшего входа для обеспечения условия работоспособности шифратора (только один уровень на входе активный). Уровни сигналов на остальных входах схемой игнорируются. Схема выделения строится на конъюнкторах и инверторах таким образом, чтобы любое число старших нулей, образовывая после инверторов логические единицы , не влияло на работу конъюнкторов в цепи младших входов. Любая самая старшая единица (после инвертора - логический ноль) запирает конъюнкторы младших входов.
Выпускаются микросхемы приоритетных шифраторов, в которых условие влияния только одной входной логической 1 на схему шифратора обеспечивается дополнительной схемой приоритета на его входе. В приоритетном шифраторе входной код может содержать сколько угодно единиц, но выходной код шифратора будет соответствовать номеру того входа, на который подается старшая единица. Это не обязательно будет старший разряд входного кода. Приоритет - преимущественное право.
В двоичном, коде проще производить вычисления, двоично-десятичный и семисегментный нужны для отображения индикаторами. А надо бы преобразовывать все эти и другие виды кодов друг в друга.[7]
1.1.3 Стандартное применение шифратора
Стандартное применение шифраторов состоит в сокращении количества сигналов. Например, в случае шифратора ИВ1 информация о восьми входных сигналах сворачивается в три выходных сигнала. Это очень удобно, например, при передаче сигналов на большие расстояния. Правда, входные сигналы не должны приходить одновременно. На рис. 4 показаны стандартная схема включения шифратора и временные диаграммы его работы.
Рисунок 1.4. Стандартное включение шифратора.
Инверсия выходного кода приводит к тому, что при приходе нулевого входного сигнала на выходе формируется не нулевой код, а код 111, то есть 7. Точно так же при приходе, например, третьего входного сигнала на выходе образуется код 100, то есть 4, а при приходе пятого выходного сигнала -- код 010, то есть 2.
Наличие у шифраторов входов EI и EO позволяет увеличивать количество входов и разрядов шифратора, правда, с помощью дополнительных элементов на выходе. На рис. 5 показан пример построения шифратора 16-4 на двух микросхемах шифраторов ИВ1 и трех элементах 2И-НЕ (ЛА3).
Рисунок 1.5. Шифратор 16-4 на двух шифраторах 8-3.
Одновременное или почти одновременное изменение сигналов на входе шифратора приводит к появлению периодов неопределенности на выходах. Выходной код может на короткое время принимать значение, не соответствующее ни одному из входных сигналов. Поэтому в тех случаях, когда входные сигналы могут приходить одновременно, необходима синхронизация выходного кода, например, с помощью разрешающего сигнала EI, который должен приходить только тогда, когда состояние неопределенности уже закончилось.
Задержка шифратора от входа до выхода кода примерно в полтора раза превышает задержку логического элемента, а задержка до выхода GS -- примерно в два раза больше.[7,3]
Рисунок 1.6. Реализация шифратора на логических элементах
Шифратор (кодер) - это устройство, представляющее собой преобразователь из кода «1 из N» в двоичный позиционный код. В коде типа «1 из N» число определяется позицией единицы в серии нулей, или позицией нуля в серии единиц. Например, если в серии десять нулей, имеется вот такой код 0001000000, то это эквивалентно числу 7 (счет ведется справа налево от нуля). Такой код служит для включения объектов или передачи данных на них. (англ. encoder) логическое устройство, выполняющее логическую функцию (операцию) - преобразование позиционного n-разрядного кода в m-разрядный двоичный, троичный или k-ичный код.
Двоичный шифратор- выполняет логическую функцию преобразования унарно n-ичного однозначного кода в двоичный. При подаче сигнала на один из n входов (обязательно на один, не более) на выходе появляется двоичный код номера активного входа.
Если количество входов настолько велико, что в шифраторе используются все возможные комбинации сигналов на выходе, то такой шифратор называется полным, если не все, то неполным.
Троичный шифратор- выполняет логическую функцию преобразования унарно n-ичного однозначного (одноединичного или однонулевого) кода в троичный. При подаче сигнала ("1" в одноединичном коде или "0" в однонулевом коде) на один из n входов на выходе появляется троичный код номера активного входа.
Приоритетный шифратор- отличается от шифратора наличием дополнительной логической схемы выделения активного уровня старшего входа для обеспечения условия работоспособности шифратора (только один уровень на входе активный). Уровни сигналов на остальных входах схемой игнорируются.[1]
Задача шифратора сформировать код. На ввод шифратора могут подаваться различные сигналы: логический "0" через контакты кнопок клавиатуры управления или сигналы с других устройств, но во всех случаях в шифраторе происходит преобразование одного сигнала в n-разрядный код..
Если ни одна кнопка не нажата, то на выходах 1-2-4-G МС 1 устанавливается сигнал с уровнем логической единицы. При нажатии на одну из кнопок на выходе 1-2-4 появляется сигнал инверсного кода, соответствующий номеру нажатой кнопки, а на G-“0”. При отпускании кнопки здесь (на G) будет 1 и поэтому сигнал ДД2 запишет на выход код этой кнопки.
Рассмотрим подробнее структуру МС шифратора.
Классический шифратор имеет m входов и n выходов, и при подаче сигналов на один из входов (обязательно на один и не более) на выходе узла появляется двоичный код номера возбужденного выхода.
Число входов и выходов такого шифратора связано соотношением m=2n.
Для построения шифратора можно использовать схемы ИЛИ - по одной на каждый выход. При этом схема разбивается на n простых фрагментов. К входу элементов ИЛИ каждого выходного разряда должны быть подключены те входы шифратора, в двоичном представлении номера которых есть единица в данном разряде. Так, к ИЛИ младшего разряда формируемого выходного кода должны быть подключены все нечетные входы, поскольку у всех нечетных номеров и только у них в младшем разряде содержится единица. Функциональная схема такого шифратора представлена на рисунке. Эту схему можно преобразовать по формулам де Моргана. В новом варианте вместо схемы ИЛИ будут И-НЕ.
Совместно с шифратором в состав кодирующих узлов может входить схема выделения старше единицы. Эта схема преобразует m-разрядное слово следующим образом: все старшие нули и самая старшая единица входного кода пропускается на вход без изменения; все разряды более младшие, чем старшая единица, заменяются нулями.
На схеме на входы а0, а1, а2и поступает преобразуемое слово (а0 - младший разряд, а2 - старший разряд), на вход EI (от enable in) - входной сигнал разрешения. При EI=1 схема работает следующим образом: любое число старших нулей порождает на выходах своих разрядов единицы и никак не влияет на работу элементов И-НЕ более младших разрядов. Любая самая старшая единица порождает на соответственном выходе нуль (активный низкий уровень выхода) и запирает все более младшие элементы И-НЕ, устанавливая на их выходах не активный высокий уровень. При этом низкий уровень появляется и на выходе EO (от enable out) - выходе разрешения. Если разрядность обрабатываемого слова (число входных сигналов) превышает разрядность схемы, то слово разбивается на группы и выход EO более старшей группы подается на вход EI более младшей. При таком включении единица, поступившая на любой вход любой группы, запрет не только все более младшие разряды своей группы, но по цепи EO-EI и все более младшие группы. На выходах всей схемы останется только самая старшая единица входного слова, представленная активным низким уровнем. Если к выходу схемы выделение старше единицы подключить шифратор, то в сумме получится функциональный узел приоритетного шифратора (priority encoder), формирующий в двоичном коде номе самой старшей единицы из всех, присутствующих во входном слове.
С выходами рассмотренной схемы хорошо стыкуются входы шифратора, двойственного по отношению к рассмотренному ранее (то есть на элемент И-НЕ): инверсным выходом одной схемы (битовое деление старше единицы) будут соответствовать инверсные входы другой, и весь приоритетный шифратор будет построен на технологичных элементах без лишних инверторов. Если во входном слове присутствует только одна единица, то приоритетный шифратор будет выполнять функцию обычного шифратора.[1,6]
В стандартные серии входят дешифраторы на 4 выхода (2 разряда входного кода), на 8 выходов (3 разряда входного кода) и на 16 выходов (4 разряда входного кода). Они обозначаются соответственно как 2-4, 3-8, 4-16. Различаются микросхемы дешифраторов входами управления (разрешения/запрета выходных сигналов), а также типом выхода: 2С или ОК. Выходные сигналы всех дешифраторов имеют отрицательную полярность. Входы, на которые поступает входной код, называют часто адресными входами. Обозначают эти входы 1, 2, 4, 8, где число соответствует весу двоичного кода (1 -- младший разряд, 2 -- следующий разряд и т.д.), или А0, А1, А2, А5. В отечественных сериях микросхемы дешифраторов обозначаются буквами ИД. На рис. 7 показаны три наиболее типичных микросхемы дешифраторов.
Рисунок 1.7. Примеры микросхем дешифраторов.
Код на входах 1, 2, 4, 8 определяет номер активного выхода (вход 1 соответствует младшему разряду кода, вход 8 -- старшему разряду кода). Входы разрешения С1, С2, С3 объединены по функции И и имеют указанную на рисунке полярность. Для примера в табл. 2 приведена таблица истинности дешифратора ИД7 (3--8). Существуют и дешифраторы 4-10 (например, ИД6), которые обрабатывают не все возможные 16 состояний входного кода, а только первые 10 из них.
Первые три строки таблицы соответствуют запрету выходных сигналов. Разрешением выхода будет единица на входе С1 и нули на входах С2 и С3. Символ "Х" обозначает безразличное состояние данного входа (неважно, нуль или единица). Нижние восемь строк соответствуют разрешению выходных сигналов. Номер активного выхода (на котором формируется нулевой сигнал) определяется кодом на входах 1, 2, 4, причем вход 1 соответствует младшему разряду кода, а вход 4 -- старшему разряду кода.
Таблица истинности дешифратора 3-8 (ИД7).
Наиболее типичное применение дешифраторов состоит именно в дешифрировании входных кодов, при этом входы С используются как стробирующие, т.е. как управляющие сигналы. Номер активного (то есть нулевого) выходного сигнала показывает, какой входной код поступил. Если нужно дешифровать код с большим числом разрядов, то можно объединить несколько микросхем дешифраторов (пример показан на рис. 8).
Рисунок 1.8. Увеличение количества разрядов дешифратора.
При этом старшие разряды кода подаются на основной дешифратор, выходы которого разрешают работу нескольких дополнительных дешифраторов. На объединенные входы этих дополнительных дешифраторов подаются младшие разряды входного кода. Из пяти микросхем дешифраторов 2-4 можно получить дешифратор 4-16, как показано на рисунке (хотя лучше, конечно, взять готовую микросхему). Точно так же из девяти микросхем 3-8 можно получить дешифратор 6-64, а из семнадцати микросхем 4-16 -- дешифратор 8-256. [2,7]
1.1.5 Двоичные логические операции с цифровыми сигналами (битовые операции)
Логические операции (булева функция) своё теоретическое обоснование получили в алгебре логики. Логические операции с одним операндом называются унарными, с двумя - бинарными, с тремя - тернарными и т. д. Из 0возможных унарных операций с унарным выходом интерес для реализации представляют операции отрицания и повторения, причём, операция отрицания имеет большую значимость, чем операция повторения, так как повторитель может быть собран из двух инверторов, а инвертор из повторителей не собрать.
Преобразование информации требует выполнения операций с группами знаков, простейшей из которых является группа из двух знаков. Оперирование с большими группами всегда можно разбить на последовательные операции с двумя знаками.
Мнемоническое правило для конъюнкции с любым количеством входов звучит так: - на выходе будет "1" тогда и только тогда, когда на всех входах действуют «1», а "0" тогда и только тогда, когда хотя бы на одном входе действует «0».
Мнемоническое правило для дизъюнкции с любым количеством входов звучит так: - на выходе будет "1" тогда и только тогда, когда хотя бы на одном входе действует «1», "0" тогда и только тогда, когда на всех входах действуют «0». Инверсия функции конъюнкции.
Мнемоническое правило для И-НЕ с любым количеством входов звучит так: - на выходе будет "1" тогда и только тогда, когда хотя бы на одном входе действует «0», а "0" тогда и только тогда, когда на всех входах действуют «1»
Мнемоническое правило для ИЛИ-НЕ с любым количеством входов звучит так: - на выходе будет "1" тогда и только тогда, когда на всех входах действуют «0», а "0" тогда и только тогда, когда хотя бы на одном входе действует «1».
Эквивалентность или равнозначность, т.е. функция ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ
Мнемоническое правило эквивалентности с любым количеством входов звучит так: - на выходе будет "1" тогда и только тогда, когда на входах действует четное количество «1», а "0" тогда и только тогда, когда на входа действует нечетное количество «1».
Сложение по модулю 2 (Исключающее ИЛИ, неравнозначность). В англоязычной литературе элемент 2XOR.
Мнемоническое правило для суммы по модулю 2 с любым количеством входов звучит так: - на выходе будет "1" тогда и только тогда, когда на входах действует нечётное количество «1», а "0" тогда и только тогда, когда на входа действует чётное количество «1».[6]
1.1.5.1 Элементы И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ
Следующий шаг на пути усложнения компонентов цифровой электроники -- это элементы, выполняющие простейшие логические функции. Объединяет все эти элементы то, что у них есть несколько равноправных входов (от 2 до 12) и один выход, сигнал на котором определяется комбинацией входных сигналов.
Самые распространенные логические функции -- это И (в отечественной системе обозначений -- ЛИ), И-НЕ (обозначается ЛА), ИЛИ (обозначается ЛЛ) и ИЛИ-НЕ (обозначается ЛН). Присутствие слова НЕ в названии элемента обозначает только одно -- встроенную инверсию сигнала. В международной системе обозначений используются следующие сокращения: AND -- функция И, NAND -- функция И-НЕ, OR -- функция ИЛИ, NOR -- функция ИЛИ-НЕ. Название самих функций И и ИЛИ говорит о том, при каком условии на входах появляется сигнал на выходе. При этом важно помнить, что речь в данном случае идет о положительной логике, о положительных, единичных сигналах на входах и на выходе.
Элемент И формирует на выходе единицу тогда и только тогда, если на всех его входах (и на первом, и на втором, и на третьем и т.д.) присутствуют единицы. Если речь идет об элементе И-НЕ, то на выходе формируется нуль, когда на всех входах -- единицы (табл. 3). Цифра перед названием функции говорит о количестве входов элемента. Например, 8И-НЕ -- это восьмивходовой элемент И с инверсией на выходе.
Таблица истинности двухвходовых элементов И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ.
Элемент ИЛИ формирует на выходе нуль тогда и только тогда, если на всех входах нуль. Элемент ИЛИ-НЕ дает на выходе нуль при наличии хотя бы на одном из входов единицы (табл. 3). Пример обозначения: 4ИЛИ-НЕ -- четырехвходовой элемент ИЛИ с инверсией на выходе.
Рисунок 1.9. Обозначения элементов И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ: зарубежные (слева) и отечественные (справа).
Отечественные и зарубежные обозначения на схемах двухвходовых элементов И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ показаны на рис. 9 Все эти элементы бывают с выходами типа «с двумя логическими состояниями», «с общим коллектором» и «стремя логическими состояниями». В последнем случае обязательно имеется вход разрешения третьего состояния (EZ).
Нетрудно заметить (см. табл. 1.11), что в случае отрицательной логики, при нулевых входных и выходных сигналах, элемент И выполняет функцию ИЛИ, то есть на выходе будет нуль в случае, когда хотя бы на одном из входов нуль. А элемент ИЛИ при отрицательной логике выполняет функцию И, то есть на выходе будет нуль только тогда, когда на всех входах присутствуют нули. И так как в реальных электронных устройствах сигналы могут быть любой полярности (как положительные, так и отрицательные), то надо всегда очень аккуратно выбирать требуемый в каждом конкретном случае элемент. Особенно об этом важно помнить тогда, когда последовательно соединяются несколько разноименных логических элементов с инверсией и без нее для получения сложной функции.
Поэтому элементы И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ разработчику далеко не всегда удобно применять именно как выполняющие указанные в их названии логические функции. Иногда их удобнее использовать как элементы разрешения/запрещения или смешивания/совпадения. Но сначала мы рассмотрим случаи реализации именно логических функций на этих элементах.
На рис. 10 приведены примеры формирования элементами выходных сигналов на основании требуемых временных диаграмм входных и выходных сигналов. В случае а выходной сигнал должен быть равен единице при двух единичных входных сигналах, следовательно, достаточно элемента 2И. В случае б выходной сигнал должен быть равен нулю, когда хотя бы один из входных сигналов равен единице, следовательно, требуется элемент 2ИЛИ-НЕ. Наконец, в случае в выходной сигнал должен быть равен нулю при одновременном приходе единичного сигнала Вх. 1, нулевого сигнала Вх. 2 и единичного сигнала Вх. 3. Следовательно, требуется элемент 3И-НЕ, причем сигнал Вх. 2 надо предварительно проинвертировать.
Рисунок 1.10. Примеры применения элементов И и ИЛИ.
Например, в случае элемента 2И-НЕ один из входов можно считать информационным, а другой -- управляющим. В этом случае при единице на управляющем входе выходной сигнал будет равен проинвертированному входному сигналу, а при нуле на управляющем входе выходной сигнал будет постоянно равен единице, то есть прохождение входного сигнала будет запрещено. Элементы 2И-НЕ с выходом ОК часто используют именно в качестве управляемых буферов для работы на мультиплексированную или двунаправленную линию.
Точно так же в качестве элемента разрешения/запрещения могут применяться элементы И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ (рис. 11). Разница между элементами состоит только в полярности управляющего сигнала, в инверсии (или ее отсутствии) входного сигнала, а также в уровне выходного сигнала (нуль или единица) при запрещении прохождения входного сигнала.
Рисунок 1.11. Разрешение/запрещение прохождения сигналов на элементах И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ.[3,7]
1.1.5.2 Логика на КМОП транзисторах
В цифровых микросхемах если и применяются полевые транзисторы, то только с изолированным затвором (МОП) и только с индуцированным каналом. Каждый МОП транзистор в интегральных схемах имеет четыре вывода:
1) исток, - от которого начинают движение в канале носители электрического заряда;
2) сток, - к которому движутся в канале носители заряда;
3) затвор, - потенциал на котором за счет электрического поля управляет толщиной канала (затворяет или отворяет путь протекания тока, - движения носителей заряда: электронов или дырок);
4) подложка, - полупроводниковый кремниевый кристалл, в объеме которого на малом расстоянии друг от друга методом диффузии сделаны две области с проводимостью, обратной проводимости подложки - это области стока и истока.
На поверхности подложки между стоком и истоком создают тонкий слой окисла кремния (кварцевого стекла SiO2), а поверх него напыляют алюминиевый затвор. Когда на затвор такого МОП транзистора относительно подложки подается отпирающее напряжение, то внутри подложки под затвором между стоком и истоком индуцируются (наводятся) носители заряда с проводимостью, противоположной проводимости подложки, но совпадающей с проводимостью стока и истока. Если теперь подключить сток и исток к источнику питания, то через них и через наведенный канал потечет ток.
МОП транзисторы называют в соответствии с проводимостью канала, а стрелки в их условных графических обозначениях соответствуют проводимости подложки, которая, как было сказано, для таких транзисторов противоположна проводимости канала. Направление стрелки показывает проводимость подложки (внутрь, - транзистор p-типа, наружу, - n-типа). Как известно обозначения n - NEGATIVE (отрицательный, при этом носители заряда, - электроны), а p - POSITIVE (положительный, при этом носители заряда, - дырки).
Значение порогового напряжения (Uпор) при напряжении питания (Ucc) = + 5 В обычно лежит в пределах: Uпор = 0,5 ... 2,0 В. При другом напряжении питания значение порогового напряжения лежит в пределах: Uпор = Uпит/3 ... Uпит/2.
Для МОП транзисторов характерны два существенных отличия их от обычных биполярных транзисторов:
- сопротивление канала практически линейно, т. е. ток стока почти линейно зависит от напряжения сток-исток;
- имеется почти полная взаимозаменяемость стока и истока, т.к. ток в канале может протекать в обоих направлениях в зависимости от полярности напряжения, приложенного к каналу.
Микросхемы на комплементарных транзисторах строятся на основе МОП транзисторов с n- и p-каналами. Один и тот же потенциал открывает транзистор с n-каналом и закрывает транзистор с p-каналом. При формировании логической единицы открыт верхний транзистор, а нижний закрыт. В результате ток через микросхему не протекает. При формировании логического нуля открыт нижний транзистор, а верхний закрыт. И в этом случае ток через микросхему не протекает. Простейший логический элемент - это инвертор. Его схема приведена на рисунке.
Рисунок 1.12. Принципиальная схема инвертора, выполненного на комплементарных МОП транзисторах.
На этой схеме для упрощения понимания принципов работы микросхемы не показаны защитные и паразитные диоды. Особенностью микросхем на комплементарных МОП транзисторах является то, что в этих микросхемах в статическом режиме ток практически не потребляется. Потребление тока происходит только в момент переключения микросхемы из единичного состояния в нулевое и наоборот. Этим током производится перезаряд паразитной ёмкости нагрузки.[1].
1.2.1 Основные характеристики системы автоматизированного проектирования OrCAD
Корпорацией MicroSim разработаны варианты системы программ Design Center для различных операционных систем. Наиболее популярным является вариант для Windows. В него входят следующие программы (их конкретный перечень зависит от варианта поставки): Schematics - графический редактор принципиальных схем, который одновременно является управляющей оболочкой для запуска основных модулей сисОт чемы на всех стадиях работы с проектом; PSpice, PSpice Basics - моделирование аналоговых устройств;
PSpice AID, PSpice A/D Basics* - моделирование смешанных аналогоцифровых устройств;
PLogic - моделирование цифровых устройств. Имеет такие же функциональные возможности, как и программа PSpice A/D;
PLSyn - синтез цифровых устройств на базе интегральных схем (ИС) с программируемой логикой;
StmEd - редактор входных сигналов (аналоговых и цифровых);
Probe - графическое отображение, обработка и документирование результатов моделирования;
Parts - идентиф
Разработка стенда для анализа работы логического элемента "кодер" дипломная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Аварийно Спасательные И Другие Неотложные Работы Реферат
Сочинение Мой Любимый Лицей
Доклад по теме Факторы вызывающие мутацию (Доклад)
Доклад: Щербатов, Фёдор Фёдорович
Дипломная работа по теме Эффективные продажи
Курсовая работа: Технология производства эпоксидных смол
Реферат: Диалектика сознательного и бессознательного в философии. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа: Авторское право и авторский договор. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Права, свободы и обязанности человека и гражданина в РФ
Реферат: Александровский сад. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат По Истории Отечества
Реферат: Voices Of Women Writers Lessons Learned From
Курсовая работа по теме Уровни управления социальной работой и их особенности
Реферат по теме Трагическое и комическое - взгляд со стороны
Реферат по теме О девиантном поведении
Реферат по теме Веб-фреймворк Django
Реферат: Методические рекомендации для выполнения курсовой работы по дисциплине «Международное частное право» для студентов всех форм обучения
Реферат: Преподавание рисования в специальных заведениях для мальчиков. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Стратегическое и оперативное планирование деятельности банка
Пресинаптическое Торможение Виды Механизм Реферат
Понятие, система и задачи уголовного права - Государство и право реферат
Моделирование линейных динамических систем - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника лабораторная работа
Пищеварение в толстой кишке. Изменение мембранного потенциала. Базальные ядра и их функции - Биология и естествознание контрольная работа