Курсовой проект
ПРИМЕРЫ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ ОТДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ
Схемы временной селекции или стробирующие
Анализ таблиц истинности логических элементов показывает, что они могут использоваться для временной селекции данных в цифровых устройствах. Если один из входов элемента 2И рассматривать как вход данных D, а второй – как вход управления G, то выходной сигнал Q повторяет входной сигнал D при G = 1, а при G = 0 входной сигнал D на выход не проходит. Элемент 2И может играть роль стробирующей схемы, позволяющей выделять сигнал данных в пределах стробирующего (разрешающего) импульса положительной полярности. Управляющий сигнал G нулевого уровня запрещает прохождение данных на выход элемента (рис. 6.1).
Рис. 6.1. Логические элементы в качестве стробирующих схем
Схема стробирования может быть построена и на элементах ИЛИ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ. При использовании элементов ИЛИ и ИЛИ-НЕ разрешающим сигналом является нулевой уровень. Логические элементы И-НЕ и ИЛИ-НЕ инвертируют сигнал D на выходе.
Выбор логического элемента следует производить в зависимости от имеющегося разрешающего сигнала и требований к выходным импульсам.
38
На рис. 6.1 приведены примеры использования логических элементов в качестве стробирующих схем.
Генераторы импульсов
цифровых устройствах широкое применение находят различные генераторы с самовозбуждением, создающие непрерывную последовательность прямоугольных импульсов. Вариант схемы генератора на логических элементах, называемый автоколебательным мультивибратором, представлен на рис. 6.2. В схеме две цепи емкостной обратной связи. Такое устройство имеет два квазиустойчивых состояния и непрерывно переходит из одного состояния в другое, генерируя прямоугольные колебания.
Рис. 6.2. Автоколебательный мультивибратор Период выходного колебания равен:
-
U1
U1
,
T = t1 + t2 = R1⋅C1⋅ln U 2
+ R2 ⋅C2 ⋅ln U 2
где t1 и t2 – длительность первого и второго полупериода колебания, U1 – напряжение логической единицы – 3,6 В,
U2 – пороговое напряжение – 1,4В.
Резисторы в схеме должны иметь величину менее 1 кОм. Для обеспечения мягкого режима самовозбуждения, по крайней мере, один из элементов переводится в линейный режим за счет введения местной отрицательной обратной связи через конденсатор С1. Третий логический элемент играет роль буферного усилителя.
Стабильность частоты колебаний мультивибратора невысока. Для повышения стабильности в качестве времязадающего элемента используют кварцевый резонатор, включаемый вместо одного из конденсаторов (второй конденсатор при этом является разделительным или вообще исключается из схемы). В этом случае частота генерируемых импульсов
ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА И МИКРОПРОЦЕССОРЫ