|
| |
 |
Главная » Мануалы 1 ... 39 40 41 42 43  jT- -rj -rx-rj 4i ffz)H .Гис. 7.23. Другая схема решения примера 7.5. Общее .решение (о).; счетчик \б). Примечание: поскольку этот счетчик несамокорректирующийся, для его Зстановки необходимо использовать вход CL. Виеашее \ /грерибание-[ -j- Под/т/Вврждение РрёрыВа'ше процессора а Втасяее прерб/вание Лодтберждениё лрерыбансаг - 7474 >ан т - Преры вате процессора -Рис. 7.24. Схема последовательного действия потенциального типа для при-.. Мера 7.6. Временная диаграмма (а); схемное решение (б). Сброс тая doSa- Г гпоаяес темность игтрмьсоб Z Выходная Г последова-тельность импрльсов а Сброс Входная лоследобатель- ность импульсов  Вь/ходная последователь -ность иппульссв Рис. 7.25. Схема последовательного действия импульсного типа. Временная диаграмма (а); схемное решение (б). ния функции вычитания импульса выберем триггер с запуском от отрицательного фронта синхроимпульса. б) Реализация устройства. Входной сигнал Х\ используем для выполне-1ШЯ функции сброса триггера. Предположив наличие логического элемента И для получения выходного сигнала Z приходим к выводу, что активным уровнем схемы вычитания импульса должен быть низкий уровень. Поэтому выход <? триггера можно рассматривать как выход схемы вычитания импульса. Подавая входной сигнал Л'г на вход синхронизации (CLK), обеспечим тем самым требуемое изменение состояния выхода Q по задержанному фронту сигнала Хг. Сигнал на входе управления должен иметь низкий уровень, чтобы обеспечить соответствующее состояние триггера при появлении положительного фронта сигнала на входе CLK. в) Разработанная схема приведена на рис. 7.25, б. 7.7. ОДНОВИБРАТОРЫ Одновибратор (ждущий мультивибратор) вырабатывает выходной импульс по одиночному перепаду входного сигнала. Длительность выходного импульса является функцией постоянной времени RC одновибратора. Это замечательное устройство позволяет разработчику получить импульсный выход, в силу чего длительность формируемых импу.льсов оказывается независимой от тех временных ограничений, которые могут быть наложены окружающими узлами схемы. Это особенно полезно, когда простыми методами декодирования не удается получить импульсы заданной длительности. Выход однсвиВ- г фет дкхю- - чения Время вое- - Период становления Рис. 7.26. Временная диаграмма одновибратора без повторного запуска. ного запуска. Переход входного сигнала из состояния низкого уровня инициирует начало цикла работы одновибратора. Сигнал на выходе одновибратора сразу же переходит из низкого уровня в высокий и остается таковым в течение времени, определяемым постоянной времени RC одновибратора. Появляющиеся в течение этого времени, называемого временем включения, дополнительные запускающие переходы во внимание не принимаются. Однако следует избегать появления таких переходов в период восстановления. Время восстановления необходимо для того, чтобы времязадающая емкость Cext зарядилась до своего первоначального значения. Следовательно, при расчете периода работы одновибратора необходимо просуммировать время включения и время восстановления. Соотнощение между временем включения и временем восстановления определяет рабочий цикл одновибратора: время включения ШПо/ ра ОЧИИ цикл (время включения) -}- (время восстановления) (7.8) или рабочий цикл= Р^ -100%. (7.9) Если рекомендуемый рабочий никл будет превыщен, выходные импульсы становятся неопределенными и дрожащими. Одновибраторы без повторного запуска, такие как 74LS221, могут иметь рабочий цикл до 90 % при условии, что Ren-t равняется /?ext(MaKC.), 7.76. Одновибраторы с повторным запуском Одновибраторы с повторным запуском работают во многом аналогично одновибраторам без повторного запуска, за исключением одного важного момента. В отличие от одновибратора без 7.7а. Одновибраторы без повторного запуска Одновибраторы могут быть двух типов: одновибраторы без повторного запуска и одновибраторы с повторным запуском. На рис. 7.26 показан принцип действия одновибратора без повтор- Вход одтВиб- ратора I-- повторного запуска одновибраторы рассматриваемого типа воспринимают запускающие переходы входного сигнала и во времени включения . Сигнал на выходе одновибратора остается сигналом высокого уровня, и начинается новый цикл работы. На рис. 7.27 изображен такой режим работы. Вхо/Р odmBuS-раттуора Выход одт- вибратора - Время -включения Рис. 7.27. Временная диаграмма одновибратора с .повторным запуском. Сигнал на выходе одновибратора будет оставаться сигналом высокого уровня сколь угодно долго, если время между запускающими переходами будет меньще, чем время одновибратора. Пример 7.8. Одновибратор, запускаемый положительным фронтом. Требуется разработать схему, которая вырабатывает импульс при каждом появлении положительного фронта сигнала синхронизации Л, как показано на рис. 7.28, а. мкс -А Синхро-\ имг?рльс а выход А WZkO/117o) Свнеи^7п'Р J-с/? -В CL Выход А У f/z 7LS2Z1 6 Рис. 7.28. Одновибратор с запуском по переднему фронту. Временная диаграмма (а); схема (б). Решение, а) Для выполнения заданной функции выберем одновибратор без повторного запуска (микросхема 74LS221). На вход В подадим сигнал синхронизации Л, а выходным сигналом Л будет служить сигнал на выходе Q, б) Рассчитаем рабочий цикл (в %). Из рис. 7.28, й следует, что период одновибратора равен 104,1 мкс, а длительность импульса равна 60 не. Тогда Рабочий цикл = -;- 100% = 60- 10 ;г:б .100% =0,06%. 104,1 10 в) Выберем Ri и Cexi (или Свнеш). Длительность импульса определяется < = ln2i?yC,t 0,7i?yC,t, (7.10) yCt = Г^/0.7, fyA ~ (60 10 с)/0,7 = 85,71 10~ с. Выбрав в качестве емкости Cext стандартный конденсатор с разбросом 5%, рассчитаем Rt, используя выражение (7.10). Пусть Ct = 47 пФ, тогда Rl = 1,82 кОм. На рис. 7.28,6 приведена рассчитанная схема. Пример 7.9. Расширитель импульсов. Требуется разработать схему расширителя импульсов, вырабатывающую на выходе сигнал при каждом появлении сигнала на входе X, как показано на рис. 7.29, а. ВходХ период гБ,2с - =SOmhc выход Y вход л; 69,8 kOm (7%) В Выход у л Рис. 7.29. Расширитель импульсов для примера 7.9. Временная диаграмма (с); схема (б). Решение. а) Для выполнения заданной функции выберем одновибратор без повторного запуска (микросхема 74LS22]). На вход А подадим входной сигнал X, а выходным сигналом будет служить сигнал с выхода Q. б) Рассчитаем рабочий цикл (в %). Из рис. 7.29, а следует, что период одновибратора равен t 6,2 с, а длительность импульса равна ton = 400 мс. Тогда при /имп. вх = 50 мкс Рабочий цикл = 100% = 6,5%. в) Выберем Rt и Сел. Длительность импульса можно вайти из выражения = In 2 R-rCi .0,7 RjCyi, (7.10) /?rCext /J0,7 = (400 103с)/0,7 = 57Ы0-3 с. Выбрав Cejt = 8,2 мкФ, получим Ri = 69,8 кОм. На рис. 7.29, б изображена окончательная схема с рассчитанными и выбранными элементами. 7.8. СХЕМЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Изготовителями- микросхем выпускается специальный класс микросхем, которые позволяют разработчику решать специфические задачи. Этот специальный класс устройств предназначен для решения таких задач, как обеспечение безошибочной работы при действии помех, обеспечение высококачественной передачи информации, сопряжение семейств логических микросхем, выполненных по разной технологии. Далее обсуждаются все эти устройства. Следует заметить, что этот класс схем охватывает широкий набор устройств и не ограничивается рамками данного обсуждения. i7.8a. Триггер Шмитта Триггер Шмитта представляет собой специальный класс ключей. Отличительной особенностью триггера Шмитта являются повышенная помехоустойчивость и способность формировать сигнал. Передаточная характеристика инвертируюшего ключа показана на рис. 7.30. Для того чтобы лучше понять передаточную характеристику, обсудим переходные режимы работы. Пусть точка а является начальной точкой при рассмотрении. По мере увеличения входного напряжения Vex выходное напряжение Узых не изменяется вплоть до точки б. Если Vbx продолжает расти, Увых резко падает до низкого уровня, достигая точки в. Для того чтобы изменить состояние схемы, необходимо уменьшать Vbx до напряжения, соответствующего точке г. Как только напряжение Узх достигнет этой точки, на выходе (Увых) ключа вновь появится высокий уровень. Дальнейшее уменьшение входного напряжения Квх приведет к переходу в точку а. Заштрихованная область передаточной характеристики определяет область гистерезиса триггера Шмитта. Выпускаются несколько типовых ключей, обладающих свойствами триггера Шмитта. Примерами триггеров Шмитта являются микросхема 7413 (логический элемент И-НЕ) и микросхема 7414 (инвертор), причем обе микросхемы ТТЛ-типа.  Рис. 7.30. Триггер Шмитта на инвертирующем ключе. Графическое изображение (с); передаточная характеристика (б). Микросхема МС 14584В содержит шесть триггеров Шмитта, а микросхема МС14583В - два триггера Шмитта. Эти микросхемы приведены в качестве примера реализации триггеров Шмитта по КМОП-технологии. 17.86. Магистральные усилители Магистральные усилители представляют собой специальный тип элементов, которые выполняют специфические задачи. Кабели, по которым происходит передача цифровых сигналов, должны рассматриваться как линии связи до тех пор, пока длина волны спектральных составляющих сигналов остается меньше длины  Рис 7.31. Однопроводная линия связи для работы в симплексном режиме. . волны кабеля. Это условие выполняется для кабелей с низким волновым сопротивлением (Zo < 100 Ом), и устройства могут на них работать. Элементы, обеспечивающие совместимость с ТТЛ-схемами, на низкоомный кабель, волновое сопротивление которого от 50-100 Ом, работать не могут. Для этой цели вы-цускаются магистральные усилители. На рис. 7.31 показана ти- а т  у г Усе ТТЛ >1 Ш0м1Г в 750Ом ЭСЛ Раздельные источнини VccB fSOOM Y т+->  Обилий, исгпочшк Усе о ЗОЛ е Раздельные ucmoWUHu. 1 > ТТЛ е 7500м ЗОЛ ж Общий ucmovHUH -5,2 В Рис. 7.32. Преобразователи уровня. и-фирма RCA выпускает двунаправленные интерфейсные схемы преобразователей уровня (CD 40115), которые выполняют функцию сопряжения без внешних нагрузочных резисторов, в-для ЭСЛ-схем, имеющих внутренний нагрузочный резистор 2 кОм, резистор 750 Ом должен быть заменен на резистор 1,2 к0.ч. г-фирмы Motorola и Fairchild выпускают 4 преобразователя ТТЛ/ЭСЛ в одном корпусе (микросхемы MC10124/F10124). 5-фирмы Motorola и Fairchild выпускают микросхемы, содержащие 4 преобразователя типа МЭСЛ/ТТЛ (МС10125/1012Б). Логические схемы Малой степени интеграции Таблица 7.4. Рекомендуемые ТТЛ-схемы малой степени интеграции Сункцня Описшше Быстродействие или аадержка распространения, Мощность, мВт Тнп микросхемы
Продолжение функция
Тнп микросхемы Одновибраторы Без повторного за- Два пуска С повторным за- Два пуском 20нс-ь70с 23 74LS221 45HC-4-00 60 74LS123 Схемы специального назначения Триггер Шмитта Инвертирующий буфер Неинвертируюший буфер Магистральный усилитель для работы на нагрузку 50 Ом/75 Ом ИЛИ-НЕ И-НЕ Преобразователь Шесть Два двухвходовых положительных И-НЕ Четыре двухвходовых положительных И-НЕ Два двухвходовых положительных ИЛИ-НЕ Четыре двухвходовых положительных И-НЕ ТТЛ/ЭСЛ эсл/ттл ттл/кмоп кмопдтл 15 9 74LS14 15 9 74LS132 8 45 74S132 16,5 9 74LS13 10 130 74LS240 5 450 74S240 10 135 74LS244 74S244 7 28 74128 44 74S140 MC10124/F10124 MC10125/F10125 CD40115 14504В CD40115 Примечание. Микросхемы, указанные в таблице, рассчитаны иа работу в интервале температур от О до 70 С. Выпускаемые микросхемы серии SN 54ХХХ рассчитаны на работу в интервале температур от -55 до -J-125 С. 1 ... 39 40 41 42 43 |