Практическое занятие №1



Pdf көрінісі
бет9/11
Дата31.03.2023
өлшемі1,19 Mb.
#77978
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
Байланысты:
Введение в цифровые системы

Логические схемы 
Принцип, которому подчиняется реакция цифровой схемы на входной сигнал, называется 
логикой
 
схемы. Каждый тип цифровой схемы следует определенному набору правил, благодаря чему 
цифровые схемы также называют логическими схемами (в книге используются оба этих термина). 
В курсе уделим основное внимание логическим операциям, которые осуществляют схемы, т.е. 
взаимосвязи между входными и выходными сигналами. Внутренняя работа логической схемы 
рассматривается после основательного разбора логических функций. 
Цифровые интегральные схемы 
Почти все цифровые схемы, используемые в современных цифровых системах, являются 
интегральными схемами (ИС). Значительное разнообразие логических интегральных схем дало 
возможность конструировать сложные цифровые системы, меньшие по размерам и более надежные, 
чем их аналоги на дискретных элементах.
В производстве цифровых ИС используется несколько технологий изготовления интегральных схем, 
наиболее распространены ТТЛ, КМОП и n-канальные МОП- технологии, ЭСЛ. Каждая из них 
отличается по типу схемотехнических инструментов, используемых при осуществлении логических 
операций. Например, ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика) использует в качестве основного 
элемента биполярный транзистор, а КМОП (комплементарная металл-оксидная полупроводниковая 
логика) использует канальный полевой униполярный МОП-транзистор (MOSFET) в режиме 
обогащения.


Параллельная и последовательная передача информации 
Одна 
из 
наиболее 
распространенных 
операций, 
выполняемых цифровой системой, — это передача 
информации из одного места в другое. Информацию можно 
передавать на расстояние от нескольких миллиметров (на 
плате той же схемы) до многокилометровых пространств, 
когда оператор компьютерного терминала связывается с 
компьютером в другом городе. Передаваемая информация 
имеет двоичную форму и обычно представляется в виде 
напряжений на выходе передающей схемы, присоединенной 
ко входу приемной схемы. На рисунке показаны два 
основных 
метода 
передачи 
цифровой 
информации: 
параллельный и последовательный. 


На рисунке (а) показано, как передается с компьютера на 
принтер двоичное число 10100110 при использовании 
параллельной передачи
. Каждый бит двоичного числа 
представлен в виде одного из выходных сигналов 
компьютера и присоединен к соответствующему входу 
принтера, так что все восемь бит передаются одновременно 
(параллельно).
На рисунке (б) показано, что при использовании 
последовательной передачи 
между компьютером и 
принтером существует только одна линия связи. С выхода 
компьютера 
поступает 
цифровой 
сигнал, 
уровень 
напряжения которого изменяется через разные промежутки 
времени соответственно передаваемому двоичному числу. 
Иными словами, за единицу времени на вход принтера 
передается 
только 
один 
бит 
(последовательно). 
Сопроводительная временная диаграмма объясняет, как 
изменяется уровень сигнала во времени. Обратите 
внимание, что сначала передается младший значащий бит — 
это типично для последовательной передачи. 


Зачастую требуется найти компромисс между параллельной 
и последовательной передачей — между скоростью и 
простотой схемы. Передача двоичных данных из одной части 
цифровой схемы в другую осуществляется быстрее с 
помощью параллельной передачи, так как все биты 
передаются одновременно, тогда как при последовательной 
передаче только по одному за единицу времени. Однако, с 
другой стороны, параллельная передача требует больше 
линий связи между передатчиком и приемником двоичных 
данных. Другими словами, параллельная передача быстрее, а 
последовательная требует меньшего количества линий связи. 
В дальнейшем мы еще не раз затронем вопрос сравнения 
параллельного и последовательного методов передачи 
двоичной информации. 


Память 
В большинстве устройств или схем сигнал на выходе при подаче входного сигнала изменяется в 
зависимости от входного, а когда входной сигнал прекращается — выходной возвращается к 
первоначальному состоянию. Такие схемы не демонстрируют свойства 
памяти
, поскольку их 
выходные сигналы возвращаются в нормальное состояние. Однако в цифровой схемотехнике 
определенные типы устройств и схем обладают памятью. Когда на такую схему поступает входной 
сигнал, выходной сигнал также меняется, но при этом он остается в новом состоянии даже после 
прекращения входного сигнала. Это свойство сохранять отклик на кратковременное входное 
возмущение называется памятью.
Устройства и схемы памяти играют важную роль в 
цифровых системах, потому что они являются средством 
хранения двоичных чисел, как временного, так и 
постоянного, а также способны изменять хранящуюся 
информацию в любое время. О разнообразных элементах 
памяти, магнитных и оптических, а также использующих 
электронные 
схемы-защелки 
(регистры-защелки 
и 
триггеры), читатель узнает позже. 




Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет