Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Способ увеличения числа входов И, ИЛИ



 

В процессе разработки цифровых схем может оказаться недостаточным число входов элемента И. Увеличить число входов микросхемы (выполнить расширение по И) можно применением нескольких схем И. Например, на двухвходовую схему И можно подать выходы с двух 4- или 8-входовых схем И (рис. 3.20, а). Получится 8- или 16-входовая схема И.


Используя разбиение исходной функции на группы с помощью формулы де Моргана, можно получить различные варианты реализации требуемой функции из имеющихся элементов. Например, шестнадцативходовый элемент И можно реализовать с помощью двух восьмивходовых элементов И–НЕ и одного двухвходового элемента ИЛИ–НЕ (рис. 3.20, б):

Тот же результат может быть получен подключением дополнительных внешних диодов и резистора к любому из входов микросхемы И–НЕ (рис. 3.20, в). Сопротивление резистора определяется в соответствии с требуемым быстродействием. С увеличением Rд задержка будет возрастать. Обычно принимают Rд = 1–2 кОм.

 

 

Рис. 3.20. Увеличение числа входов: а – с помощью нескольких микросхем И;

б – микросхем И–НЕ и ИЛИ–НЕ; в– подключением внешнего диода и резистора

 

Логические элементы И–НЕ наиболее характерны для семейства ТТЛ и ТТЛШ. Они производятся в виде самостоятельных микросхем, а также служат для построения других устройств. Промышленностью выпускаются микросхемы с различным числом входов, различной нагрузочной способностью и различным числом выполняемых функций. Кроме базового элемента (155ЛА1 – 2х4И–НЕ) выпускаются также 4x2И–НЕ (ЛА3), 3x3И–НЕ (ЛА4), 8И–НЕ (ЛА2), 2x4И–НЕ (ЛА6), 4x2И–НЕ (ЛА12) и др.

Схема логического элемента И–ИЛИ–НЕ (а также ИЛИ–НЕ) получается

путем подключения параллельно транзистору-расщепителю фазы дополнительных транзисторов со своими входными каскадами. На рис. 3.21, а показана принципиальная схема логического элемента 2x2И–2ИЛИ–НЕ (половина микросхемы 155ЛР1). Если входы x1 и x2, а также x3 и x4 перемкнуть, элемент будет выполнять функцию ИЛИ–НЕ.

В составе серий 155 ТТЛ и 555 ТТЛШ есть и другие, более сложные микросхемы. Они обладают большой функциональной гибкостью.

На рис. 3.22 представлена микросхема 155ЛР3. Здесь выходной сигнал:

В зависимости от сигнала на входе V схема работает как элемент 3И–НЕ либо 3ИЛИ–НЕ.

При V = 0, ,

При V = 1

 

Рис. 3.21. Элемент И–ИЛИ–НЕ с возможностью расширения по ИЛИ:

а – принципиальная схема;

б – условное графическое обозначение схемы с расширением по ИЛИ

 

Рис. 3.22. Микросхема 155ЛР3

 

Увеличение числа секций И–ИЛИ может осуществляться путем применения специальных микросхем – расширителей по ИЛИ (экспандеров).

Схема расширителя (155ЛД1) представлена на рис. 3.23.

 

 

Рис. 3.23. Схема расширителя 155ЛД1

 

Выводы к и э транзистора VT2 расширителя подключают к точкам к и э логического элемента ИЛИ (к расщепителю фазы) (см. рис. 3.21).

Микросхема 155ЛД1 содержит два четырехвходовых расширителя. Каждый такой расширитель увеличивает задержку распространения сигнала на 3–5 нс, что следует учитывать при разработке цифровых схем. Микросхема расширителя 155ЛД3 имеет восемь входов по И.

Исключающее ИЛИ

 

Интересна микросхема 155ЛП5, содержащая в одном корпусе 4 элемента исключающее ИЛИ. Действие каждого из элементов описывается выражением

 
 

Таблица истинности элемента исключающее ИЛИ, его структура и условное графическое обозначение представлены на рис. 3.24.

а б в

Рис. 3.24. Исключающее ИЛИ: а – структурная схема;

б – условное графическое обозначение; в – таблица истинности

 

Из таблицы истинности и уравнения следует, что 0 на выходе будет, когда сигналы на входах одинаковы. Операция исключающее ИЛИ соответствует арифметическому сложению двух двоичных чисел, если не учитывать единицу старшего разряда, возникающую в сумме 1 + 1 = 10. Отсюда второе название операции – сложение по модулю два.

 
 

Если на одном из входов элемента исключающее ИЛИ, например x1, поддерживать логическую 1, то

В этом случае элемент выполняет функцию инвертора. Если x1 = 0, то элемент выполняет функцию повторителя.

Элементы исключающее ИЛИ используются в арифметических устройствах (для выявления неравенства двух двоичных разрядов), для формирования и генерации импульсных сигналов, в качестве удвоителей частоты, для определения фазового сдвига двух импульсных последовательностей.

На рис. 3.25 приведено условное графическое обозначение микросхемы 155ЛП5, пример ее применения для формирования коротких импульсов из переднего и заднего фронтов входного сигнала и временная диаграмма. Схема формирователя содержит две цепи передачи входного сигнала: непосредственно на вход элемента DD4 и через три последовательно включенных элемента исключающее ИЛИ (DD1 – DD3), на один из входов которых подан нулевой потенциал. В этом режиме исключающее ИЛИ выполняет функцию повторителя.

Формирователь работает следующим образом. В установившемся режиме при Uвх = 0 на обоих входах элемента DD4 действует нулевой потенциал. В это время выходной сигнал DD4 равен нулю, так как входные сигналы равны. При появлении входного импульса на одном из входов DD4 логическая единица устанавливается сразу после появления переднего фронта, на другом – через 3tзд.р (длительности фронтов здесь не учитываются). В течение этого интервала времени сигналы на входах элемента DD4 различны (на одном входе 1, на другом 0) и на выходе будет высокий уровень. Через 3tзд.р сигналы на обоих входах становятся одинаковыми, равными 1. На выходе DD4 снова установится 0. Короткий импульс высокого уровня будет вырабатываться и в процессе изменения входного сигнала с 1 на 0 ( по заднему фронту входного импульса).

 

а б в

 

Рис. 3.25. Микросхема сумматора по модулю 2: а – условное обозначение;

б – пример применения; в – временная диаграмма

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.