Digitális elektronika 1
Ebben a részben megbeszéljük az alapvető elemei az építési digitális eszközök alapján építette a különböző elektronikus eszközök.
Típusú elektromos jelek
DC
Közvetlen áram (feszültség), vagy egy állandó jel -
Szaggatott jelzés
Pulse -
Az elv egy téglalap alakú impulzus - egy leírást a grafikonon S szabályozása a kapcsoló:
1-2 rész: nincs áram - S kapcsoló nyitott (a kiindulási helyzetbe a diagram). Ebben az állapotban a digitális elektronika értéke „0” jel (nulla);
2-3 telek, amely ponton áramkör S - áram hirtelen megnő;
3-4 rész: van egy állandó áram értéket - S zárva. Ebben az állapotban a digitális elektronika értéke „1” jelet (az egység);
4-5 telek, amely ponton a nyitó S - aktuális meredeken csökken;
5-6 rész: nincs áram - S kinyitjuk értékének felel meg „0” -.
Típusú egyszerű periodikus jelek
1. váltakozó áram (feszültség) -
2. Rendszeres négyszögjel -
3. fűrészfogas jel -
rendszer szinkronizáció
Rendszer szinkronizálás generátor
A generátor négyszög impulzusokkal szabályozza az intézkedések minden összetevője a digitális technológia. Szinkronizálja működését a mikrokontroller és a többi elem a számítógépes rendszer. Képző bázis időtartam, amely alatt az esemény bekövetkezhet, hogy így részt vesz az összes műveletet. a generátor meghibásodása vezet meghibásodása az egész rendszer, vagy ólom stabil működést az egyes komponensek - általában a következmények kiszámíthatatlanok.
A legegyszerűbb megvalósításában a generátor lehet megvalósítani egyszerű RC-kör. kristály oszcillátor alkalmazásával érik rendkívül stabil jeleket.
Logikai kapuk -
alapelemeit digitális elektronika, elvégzi az egyszerű logikai funkciók, mint a NOT, AND, OR, NAND vagy NOR. A működési elve azon alapul, átalakítás a bemenő adatok jeleket kimenő logikai összhangban logikai cella működése. Az azonosításhoz logikai szimbólumokat használjuk. bemutatásra kerül az igazság táblázatokat. amely tükrözi a logikája a megfelelő elemek. Az igazság táblázat 0 egy alacsony feszültség alacsony, 1 - magas HIGH.
Egy VAGY kapu (bulvaya művelet vagy (OR)) - a működési elve a cella jelenik meg, mint „valamit, vagy az összes”, a bemeneti A csatlakozik a bemeneti egy logikai VAGY művelet, azaz a logikai egy a kimenetén kapott csak akkor, ha legalább egy bemeneti jel magas szinten. Az ábra azt mutatja, vázlatosan két módon elem megnevezések, valamint egy igazság táblázatot.
Kombinációja logikai elemek.
Digitális rendszerek kombinációján alapuló logikai elemek. Ilyen kombinációkat lehet leírni az igazság táblázat, Boole-függvény vagy logikai áramkör.
A gyakorlatban a legtöbb gyakran előforduló bonyolultabb logikai kapuk, például NAND vagy NOR, azaz előállított első VAGY vagy ÉS művelet, és az eredmény fordított. Mindazonáltal ezek az elemek is tartoznak az alapvető elemei a digitális technológia. Az igazság táblázat könnyen nyert, hogy megfordítjuk a kimenő jelek a megfelelő elemek.
Az egyszerűség kedvéért a jelölési invertált bemeneti vagy kimeneti inverzió jelöljük körök, lásd az alábbi ábrát.
Flip-flop és kilincsek.
Használata csak az alapvető elemeit a fent felsorolt, előállíthatók kifinomult automatikus ellenőrző rendszerek - az ilyen rendszerek az úgynevezett kombinációs logikai áramkörök.
Bonyolultabb funkcionális egységek segítségével elemeket nevezzük kiváltó. Ezek eszközökben használt alkotnak soros logikai áramkörök. A fő jellemzője az a képesség, hogy tárolja a trigger bemenetek is, ha azokat eltávolították. Ez a funkció lehetővé teszi, hogy építsenek egy eszköz tárolására digitális adatok, számítások és a konverzió. Gyakran használják generálására idő késések.
Első indítás (beállított érték nachalnog) ravaszt egy fontos szakasza a munkáját. By módon ravaszt kiváltó lehet aktiválni, vagy az impulzus szintet. Plot 2-3 - pozitív él; 4-5 a kalibrációs görbét, - negatív éle; részben 3-4 magas szintű leírást; 1-2 vagy 5-6 alacsony. A grafikon a téglalap alakú impulzus.
Nem kevésbé fontos, hogy szinkronizálja az összes eszköz a digitális áramkör időben megoldani ezt a problémát, használja az órát (óra). táplálunk egy bemeneti szinkronizálása.
D-flip-flop (is nevezik ravaszt információ). Grafikus szimbólumok: Input:
- D (az adatok);
- C (szinkronizáló jel vagy az óra bemenet). Grafikus szimbólum „> - pozitív él” bemenetére a logikai áramkör C azt jelenti, hogy az adatok át a bemenettől a kimenetig órajel változó alacsony szintről a magas (szakasz 2-3 leírják a téglalap alakú impulzus). Egy példa órajelek periodikus lehet szögletes jelet.
megjelent:
- Q és Q vzaimoinversnyh általában két kimenete van, amelyek jelölése Q és Q (HE-Q) nevezzük normál kimeneti Q és a Q kimenet az ellenkező jelentését, és az úgynevezett komplementer vagy inverz kimenet a ravaszt.
Az igazság táblázat Statikus állapotok D-flip-flop
Megjegyzés: 0 - ALACSONY; 1 - HIGH; * - nem számít; ↑ - az átmenet egy alacsony-magas órát.
Az igazság táblázat D-flip-flop: Beállítás, majd állítsa a flip-flop tartják tekintetében a Q kimenet D-flip-flop lehet három állam:
Set (vagy aktiválása) a ravaszt azt jelenti, hogy Q kimenet van beállítva 1. Ez akkor fordul elő, ha a bemenet 1. tápanyagot és egy D flip-flop, amikor a változó az órajel C a pozitív jel.
Visszaállítása (nullává téve) a ravaszt. Visszaállítása flop Q kimenet segítségével, hogy visszatérjen a 0 állapot.
Állítsa készenléti állapotban tárolási mód amelyet az előző ciklusban. Ebben az állapotban a bemeneti adatok a változás nem eredményezheti a veszteséget a korábbi adatokat, azaz az állam a kimenetek változatlan marad (megjegyzett jel).
JK-kioldó (más néven trigger adatokat). Grafikus szimbólumok: Input:
- J és K két bemeneti adatok;
- C (szinkronizáló jel vagy az óra bemenet). Grafikus szimbólum „körök és inverziós> - negatív éle az impulzus” bemeneti C, a logikai áramkör azt jelenti, hogy az adatok át a bemenettől a kimenetig órajel változik egy magas szintről egy alacsony (4-5 grafikonja leírja egy téglalap alakú impulzus). Egy példa órajelek periodikus lehet szögletes jelet.
megjelent:
- Q és Q vzaimoinversnyh általában két kimenete van, amelyek jelölése Q és Q (HE-Q) nevezzük normál kimeneti Q és a Q kimenet az ellenkező jelentését, és az úgynevezett komplementer vagy inverz kimenet a ravaszt.
Az igazság táblázat Statikus állapotok JK flip-flop
Megjegyzés: 0 - ALACSONY; 1 - HIGH; * - nem számít; ↓ - átmenetet magas-alacsony órajel impulzus.
Az igazság táblázat JK reagált: JK-ravaszt lehet négy államban:
Ravaszt, amikor J és K bemenetek megkapja a H-szintet minden egyes órajelre kimeneti szintek megváltoznak szekvenciálisan - MAGAS-ALACSONY-MAGAS-ALACSONY, stb (azaz működik a számláló üzemmódban) ...
Set / aktiválja a ravaszt azt jelenti, hogy, a bemenetek J = 1, és K = 0, és órajel impulzusok az átmenetet a H L-állapotú kimenet Q bejut állapotban HIGH.
Visszaállítása (nullává téve) a ravaszt - a ravaszt kap a Q kimenet állapot ALACSONY.
Állítsa nyugalmi állapotban - a cselekvés hiánya egy ravaszt. Input J és K van kis állam, az órajel bemenete C nincs hatással a kimenő jeleket.
Megtestesülései digitális áramkörök:
Négy bites aszinkron számlálót
Az egymást követő JK-flip-flop vegyületet (kitermelés Q minden egyes retesz van kötve a órajel bemenete a következő) könnyen nyert „osztó 2n», vagy egy bináris számláló. Megjegyezzük, hogy a közvetlen hatása a Q kimenet az egyes flip-flop az órajel bemenete csak akkor későbbi lefutó éle (lefutó él) az óra bemeneti jelet.
Divisor 2n -
Amikor lépcsőzetes négy JK flip-flop megkaptuk counter-elválasztó 16, azaz a kimeneti utolsó flip-flop által alkotott négyszög impulzus frekvenciája egyenlő 1/16 a frekvencia a bemeneti órajel. Minden szakaszban (ravaszt) van frekvenciaosztásos 2, összesen négy elválasztó szakaszban 2 a teljesítmény 4 (2h2h2h2 = 16).
számláló -
Egyes órajelre vezet állapotváltozás kimeneti jelet Q, ahol ezek a változások összhangban vannak a szabályok bináris szám, amelynek kimenete az első flip-flop megfelel a legkisebb helyiértékű (az ábrán MDE), és az utolsó kimenet (negyedik flip-flop) - a legnagyobb helyiértékű bit (az ábrán NWR) . Tekintettel idődiagramnak a négy kimenet Q látjuk értéknövekedés minden órajel ciklus 0-15 (bináris ábrázolás). Etetés kimenetek tartalmát jelző (például LED) lehet kialakítani, hogy képviselje számláló áramkör, amely lehetővé teszi adatok érthető formában az egyén számára.
Ez a számláló nagyon elterjedt az iparban, de különböző módosítások állnak formájában single-chip IC, teszik ki a különböző formátumokat, mint például a 4-bites BCD sok és a digitális számlálók.