Семинар 2. Цифровой логический уровень и методы передачи данных Уровень физических устройств.

+V_cc +V_cc +V_c

V_c

V_c = V_s V_c

V_b1

V_b1 V_b1 V_b2

V_b2

Инвертор – НЕ Логическое умножениеИ-НЕЛогическое сложениеИЛИ-НЕ

Параметры элементов принято делить на статические и динамические. Статические параметры инвариантны к переходным процессам и измеряются в статическом режиме. Динамические, наоборот, определяют реактивные свойства элемента и измеряются во время переходных процессов. К статическим параметрам относятся токи, текущие по выводам схемы, и соответствующие напряжения. Отметим среди этих параметров следующие:

• ток потребления;

• напряжение источника питания;

• пороговое напряжение низкого уровня (U⁰);

• пороговое напряжение высокого уровня (U¹);

• потребляемая мощность;

• нагрузочная способность;

• помехоустойчивость.

Среди многочисленных динамических параметров, характеризующих схему, выделим следующие:

• время перехода при включении (t¹⁰) (задний фронт);

• время перехода при выключении (t⁰¹) (передний фронт);

• время задержки распространения при включении (t⁰¹_зд);

• время задержки распространения при выключении (t¹⁰_зд);

• среднее время задержки распространения (t_{зд ср})

Проиллюстрируем некоторые статические и динамические параметры логических схем на примере работы элемента "НЕ. Временная диаграмма входного и выходного сигналов этого элемента, на которой отмечены его статические и динамические параметры, приведена на рисунке.

Статические и динамические параметры элемента «НЕ»

Электротехническая интерпретация

Схема логического сложения – ИЛИ.

Рассмотрим простейшую электрическую схему фонарика с двумя кнопками А и В включения/выключения.

А

В С

Лампа

+ -

Условимся:

• если кнопка нажата (электрическая цепь замкнута), это соответствует логической 1;

• если кнопка не нажата (электрическая цепь разомкнута), это соответствует логическому 0;

• лампа горит – 1, лампа не горит – 0.

Определим физически возможные состояния схемы:

• оба контакта разомкнуты (А=0, В=0), лампа не горит (С=0);

• замкнут контакт А, контакт В разомкнут, (А=1, В=0), лампа горит (С=1);

• контакт А разомкнут, контакт В замкнут, (А=0, В=1), лампа горит (С=1);

• оба контакта замкнуты (А=1, В=1), лампа горит (С=1).

А теперь приведем эти данные в таблицу, получим Таблицу истинности элемента ИЛИ.На схемах этот элемент с двумя входами (их может быть и больше) обозначается так, как на рисунке слева от таблицы.

1

А А В С

С

0 0 0 A+B A

0 1 1

В 1 0 1

1 1 1B

Схема логического умножения – И

А В

С

A

AxB

ЛампаB

+ -

Определим физически возможные состояния этой схемы:

• оба контакта разомкнуты (А=0, В=0), лампа не горит (С=0);

• замкнут контакт А, контакт В разомкнут, (А=1, В=0), лампа не горит (С=0);

• контакт А разомкнут, контакт В замкнут, (А=0, В=1), лампа не горит (С=0);

• оба контакта замкнуты (А=1, В=1), лампа горит (С=1) – единственно возможный вариант, когда цепь замкнута.

Приведите эти данные в таблицу, чтобы получить Таблицу истинности элемента И.