Ақиқат кестесіндегі логикалық элементтердің операциясын жаттау қажет емес, элементтің орындайтын операциясын түсіну қажет.

Ескеру қажет: осы жағдайда кіріс сигналдарының жалпы мүмкін болатын комбинация саны көбейеді және ол 2n анықталады, мұндағы n-кіріс саны.

Техникалық және анықтама оқулықтарында ақақат кестелерінде логикалық 0 және логикалық 1 сигналдарының орнында белгілер болуы мүмкін:

- логикалық 0: Н (төменгі) немесе L(low-төменгі) кернеу деңгейі;

- логикалық 1:В(жоғарғы) немесе H(high-жоғарғы)кернеу деңгейі.

Бұл элементтердің ішік құрылымын біз қарастырмаймыз, өйткені оны элементтерді қарастырушылар өздерінің тәжірибелік көзқарастарын дамыту үшін қарастыруы мүмкін. Біз тек мынаны білуіміз қажет:

- оқушылар білетін барлық элементтер интегралды технология компоненттерінен (резистор, транзистор, диод,т.с.с)құрылғанын;

- оқушылар білетін барлық элементтер қандай транзисторлардан құралған және қандай сұлба арқылы қосылғанын.

Ал элементтер үшін ішкі құрылымын білу қажет болған жағдайда анықтама

немесе оқу әдебиеттерін қарастыру керек.логикалық элементтерден құралған сандық қондырғылар екі режимде жұмыс істейді.

- Статистикалық – элементтің кіріс және шығыс сигналдары СҚ кіріс сигналдарының өзгеруіне байланысты өзгереді (қазіргі кездегі қондырғыларының жиілігі бірнеше ГГц децін өзгереді.

Статистикалық режимде жұмыс жасайтын СҚ элементтерін, олардың кіріс және шығысында кернеу деңгейін қарапайым вольтпен (немесе осциллографпен)өлшеу арқылы бақылайды. Ал динамикалық режимде жұмыс істейтін СҚ элементтерін тек осциллограф көмегімен, яғни алынған осцилограмманы эталонды уақыт диограммасымен салыстыру арқылы бақылайды. Сандық техникада қондырғының немесе элементтерің кіріс сигналының немесе шығыс сигналының уақытқа тәуелді графигі уақыт диограммасы деп аталады (ескерту: сигналдың кез келген мәні сол уақыттағы тұрақты кернеу болады).Тақырыптың соңында оқушылар негізгі логикалық элементттерді анықтауды; аттарын,шартты графикалық кескінін, символдық таңбалары мен олардың орындау опепацияларын;статистикалық режимде элементтің шығысындағы мәнін анықтауды;динамикалық режимде элементтің уақыт диограммасын сызуды білуі қажет.

Интегралды микросұлбалар. Логикалық элементтеринтегралды микрасұлбала(ИМС немесе қарапайым ИС) түрінде шығады.ИМС сұлбасы деп барлық қондырғылардың компоненттер байланысы және электрлік байланысы өзара біріккен бір бүтін сұлбаны атайды. Кез келген ИМС сұлбанының функционалды күрделіллігін интеграция дәрежесі сипаттайды,микрасұлбадағы N коспонент саны. Интеграция дәрежелелері арқылыажыратылады.

- N 10 ИМС (кіші дәрежелі интегралды сұлба);

-10<<N 100 ИМС (орта дәрежелі интегралды сұлба);

-100<<N 1000 БИС (үлкен дәрежелі интегралды сұлба);

-N>>1000 СБИС (өте үлкен дәрежелі интегралды сұлба).

Қазіргі уақытта бір ИМС микроэлектроника құрамына бірнеше миооиардтаған компонент кіреді.

Бұл кітапта негізінде орта дәрежелі Имс және Бис сандық қоңдырғы мен сандық техника элементтері қарастырылады.

Ескеру керек: Сандық техникалар және әр түрлі СҚ орта дәрежелі жеке микросұлбадан және БИС-тен,сонымен қатар, көп функцианалды орта БИС пен СБИС-тен құралады. БИС,СБИС-тер кіші және орта дәрежелі микросұлбалардан құрастырылған.Мысалы: АЛУ, микропроцессорлар,интерфейстер және т.б. мамандырылған жеке техника саласына арналған микросұлбалар осы пәнде, сонымен қатар басқа да арнайы курстарда оқытылады. Барлық жағдайларда олардың жұмыс әрекеті, құрылымы және шығыс қызметі бірдей болып қалады.

Ресей шығарған ИМС түрлерін қарастырайық (басқа елде микросұлбаларды шығаратын әрбір фирма өздерінің белгілеу шарттарын қолданады.

ИМС корпусындағы жазылған таңба:

1 2 3 4

Таңбалауды 4 бөлікке бөлуге болады:

1-бір немесе екі әріп (олар болмауы да мүмкін);

Мұндағы К әрпі ИМС сұлбанынң кең қолдануға арналғанын көрсетеді. Егер басқа әріп болса,онда ол материал және корпус түрін немесе олардың жоқ екенін көрсетеді;

М—керамикалық микрокорпус

Р—2 түріндегі пластмассалық корпус;

2—үш немесе төрт сан ИМС құрылымын анықтайтын серия нөмірін көрсетеді.

Серияның бірінші саны ИМС конструкторлы-технологиялық орындауын көрсетеді.

1,5,7- жартылай өткізгіш(7- корпуссыз);

3- тағы басқалар(пленкалы, керамикалық,т.с.с);

2,4,6,8- гибридті, компоненттері әр түрлі технологияда жасалған.

Сандық ИМС көбіне жартылай өткізгіштен жасалады,сол себептен серияның бірінші саны 1 немесе 5 болады.

Ескету: ИМС конструкторлы технологиясының орындалуын «Оқу –электрмонтаж тәжірибе» пәні қарастырадыжәне олар жайлы материалдарды ИМС анықтамасынан алуға болады.

3-екі сан ИМС функционалды қызметін көрсетеді.

4-бір –үш сандары ИМС функцияналды белгісі бойынша серияның кезектілік нөмірін көрсетеді.

Таңбалаудың соңынпараметрді анықтайтын тағы да бір әріп көрсетледі. Ол екі немесе бірнеше бірдей микросұлба сериясын серияларын анықтауда қолданылады.

Интегралды микросұлбалар құрылымы. Қазіргі кезде сандық технологиядағы кремнийден құралған ИМС құрылу әдістері мына құрылымнан тұрады:

1.ТТЛ (транзисторлы-транзисторлық логика). Мұнда кең қолданытын ортақ элементтерлі сұлба бойынша қосылған кәдімгі биполярлы транзистор қолданылады. Мұндай құрылымды сұлбаға, мысалы, ИМС 133, КМ 133, К155, КМ155 сериялары жатады.

2.ТТЛШ (шоттки диодты ТТЛ). Транзистордағы корректор мен база аралығында Шоттки диодының колданылу салдарынан транзистор қанығу режиміне түсе алмайды.бұл транзистордың қосып-ажыратылуын жылдамдатады,сонымен қатар ИМС іс әректін жоғарылатады.ТТЛШ құрылымды микросұлба екі топқа бөлінеді:

-аз қуатты (мысалы: ИМС 533, КМ533,К555, КМ555, КР1533 сериялары);

-шапшаң (мысалы: ИМС 530, КР531, Кр1531).

3.ЭСЛ (эмиттерлі байланысқан логика). Мұнда ТТЛ және ТТЛШ ИМС құрылымынан басқа кәдісгі биполяры транзистор қолданылады. ЭСЛ құрылымынан басқа кәдісгі биплярлы транзистор қолданылады. ЭСЛ құрылымыды микросұлбалада ортақ эмиттер жүктемесіне жұмыс істейтінтранзистордағы тоқтың қосып-ажырататын принципі қолданылады (осы-дан құрылым аты пайда болған). Басқа сөзбен айтқанда, мұнда базалық элемент дифференциялды күшейткіш болып табылады. Мұндай құрылымы бар ИМС мысал: К500, К1500 сериялары.

4. МОП (металл – тотық (окисел) – жартылай өткізгіш) немесе МДП (металл - диэлектрик-жартылай өткізгіш). Бұл сұлбалар p және n толық арналы өріс транзисторларында, КМОП (комплементарлы МОП) қосымша транзисторларында қолданылады. Мысалы, ИМС176,561,К561,564,КР1554,КР1561,К1564 сериялары.

Бұдан басқа, қазіргі кезде өріс транзисторларының Шоттки затворымен қолданылуында GaAs галлий арсениді негізіндегі микросұлбалар өңделуде,мысалы:ИМС К6500 сериясы.

1,4 ИМС жұмысын сипаттайтын негізгі параметрлер. Сандық аппаратураларды жөндеу мен қайта өңдеуде және эксплутациялаудыа мәні бар ИМС – тің негізгі параметрлерін қарастырайық

- қорек кернеуі. КР1533 сериялы және кейбір ИМС микросұлбалары үшін 5 В 10 құрайды.

– (l – low – төмен) – төменгі деңгейдегі кернеу (логикалық 0 деңгейі) кірісіндегі (i – input – кіріс) және шығысындағы (0 – output – шығыс). ИМС Кр1533 сериясы үшін мөлшері:

– жоғары деңгейдегі кернеу (логикалық 1деңгейі) кірісіндегі және шығысындағы. ИМС КР 1533 сериясы үшін мөлшері:

– кірісіндегі және – шығысындағы төменгі деңгейлі ток. ИМС КР1533 сериясы үшін мөлшері:

-жоғарғы деңгейлі ток. – шығысындағы ИМС КР 1533 сериясы үшін мөлшері: мкА; =-0,4 мА.

- бір вентилді пайдаланылатын (таратылатын)қуат(логикалық элемент): /2мұндағы – элемент шығысындағы жоғарғы логикалық 1 деңгейі және төменгі логикалық 0 деңгейіне сәйкес пайдаланылатын мөлшері:

Ескеру қажет: Биполярлы транзистор микросұлбалары үшін шамаларында маңызды ерекшелік бар,сонымен кіші шама болып табылады. Өріс транзисторларының микросұлбалары өте аз қуатты пайдаланады,сондықтан іс жүзінде және шамаларның арасындағы айырмашылық есептемесе де болады.Динамикалық режимдегі микросұлбаларының пайдаланылатын қуаты жиілік өскен сайын өседі.

– сигналдың таралудағы кешігу уақыты.Бұл шама кірістегі өзгерту сигналы және сәйкес шығыстағы өзгеру сигналының арасындағы уақыт аралығын анықтайды. жұмысының динамикалық сипаттамасы болып табылады,ол арқылы микросұлбаның шапшаңдығы анықталады. кеміген сайын іс-әрекет жылдамдығы өседі.

Сигналдың тарлудағы кешігу уақыты екіге бөлінеді: (элемент) қосылғанда және (элемент шығысындағы сигнал 0-ден 1-ге дейін өзгереді) ажыратылғанда. Бұл шамалар НЕ элементінде көрсетілген.

Мысал ретінде КР1533ЛН1 микросұлбасында және шамаларын қарастырамыз: нс.

– жүктемелі қабілеттілік немесе шығыс бойынша таралу коэфициенті. Берілген микросұлбаның әрбір элементінің шығысына қанша max элемент саның қосуға болатынын анықтайды.Микросұлба ТТЛШ құрылымы =10 болады.

-бөгеу тұрақтылығы, динамикалық және статикалық режимде бағаланады. Статикалық бөгеу тұрақтылығы шығыстағы сигналды өзгертпей, кірістегі кернеудің өсу max шамасымен (0 деңгейімен салыстырғанда) немесе кернеудің кему шамасымен (1 деңгейімен салыстырғанда) анықталады. КР1533 сериялы микросұлба үшін Динамикалық бөгеу тұрақтылығы бөгеу сигналының амплитудасы және формасына, сонымен қатар микросұлбаның қосып-айыру жылдамдығына (жылдам іс-әрекеті) және оның статикалық бөгеу тұрақтылығына байланысты.

N-сенімділік. Бірлік уақыт аралығындағы максималды мүмкін болатын қабыл алмау санымен анықталады. Қабыл алмау саны КР1533 сериялы микросұлба үшін N=10^-6.

Әр түрлі құрылымдағы ИМС салыстырмалы сипаттамалары. Әр құрылымды және сериялы микросұлбаларды сапасына байланысты салыстыратын негізгі параметрлері статистикалық пайдалану қуаты және сигналдың бір вентильге таратылған уақыттағы орташа кешігу уақыты P_B және t_p типтік мәндері көрсетілген.Бұл графикте көрсетілгендей,ТТЛ құрылымды микросұлба ең нашар параметрлермен сипатталады.Сол себептен қазіргі уақытта басқа құрылымды микросұлбашығарылуда. Бірақ ТТЛ құрылымды микросұлба қазіргі өндірістегі аппаратураларда кең таралған және аппаратуралар әлі көп уақыт жұмыс істейді.Алғаш рет «Texas Instruments» фирмасы ИМС ЫТ74 сериясын (аналогты- К155 серия) ТТЛ технологиясы бойынша өңдеп шығарған.

Шоттик диодын және жетілдірілген технологияны қолдану ТТЛШ – құрылымды микросұлбалардың басқа ИМС ТТЛ құрылымды микросұлбалармен салыстырғанда пайдаланылатын қуатты азайтуға және шапшаңдығын ұлғайтуға мүмкіндік тудырды. Өрісті транзисторлардан тұратын МОП құрылымды микросұлбалар басқа ИМС құрылымды микросұлбаларға қарағанда пайдаланатын қуаты төмен. Олардың артықшылығымен қатар кемшілігі де бар: статикалық электрге сезімділігі, барлық параметрлерінің шашырауы, шығыс кедергісінің көтеріңкілігі (1кОМ дейін). Алғашқы МОП СD1000 сериялы микросұлбаны (аналогі-К561серия) RCA фирмасы шығарған.

Жоғарғы шапшаңдық ЭСЛ құрылымды микросұлбада іске асырылады.Себебі, мұндағы транзистрлар қанығу (сызықты) режимінде жұмыс істейді. Бірақ пайдаланылатын қуаттың жоғарғы және бөгеу тұрақтылығының төмен болуына байланысты қолданылмайды.ЭСЛ құрылымды микросұлбалар тек шапшаңдықты қажет ететін жағдайда қолданылады (мысалы, есте сақтау құрылғыларында). Алғаш рет ЭСЛ құрылымды МС10000 сериялы микросұлбаларды Motorola фирмасы шығарған

Талдау нәтижесінде қазіргі уақытта ИМС ТТЛШ және МОП құрылымды микросұлбалар кеңінен қолданылатындығын айқындайды.

Өте жоғары шапшаңдықы басқа құрылымды микросұлбаларға қарағанда галий арсениді негізінде құрылған микросұлбада жүзеге асырылады,бірақ оның жоғарғы құндылығы, технологияның нащар жетілдірілуінен және басқа да кемшіліктерден кең өндіріс көлемінде берілген микросұлбаларды пайдалану мүмкіндігі болмай отыр.

Ашық коллекторлы шығысты элементтер. Кейбір ТТЛ және ТТЛШ құрылымды микросұлбалар ашық коллекторлы шығыс болады (ОК), олардың транзистор шығысныда коллекторлы жүктемелі резисторы жоқ.ОК шығысты элемент шығысына кернеудің шығыс түсуін қалыптасутыру үшін (шығыста логикалық 0 және логикалық 1 орнату мүмкіндігі болуы керек) жүктеме кедергісінін қосу қажет. Сол себептен мұндай микросұлбалар ИМС коллекторлы жүктемені көрсететін қондырғыларға қызмет етеді. Оларға индикаторлар, сигнал шамдары, светодтодтар, коаксиальды кабельдер, электрмеханикалық орамды құрылғылар, т.с.сс жатады. Осындай микросұлбаның шартты кескініне тиісті белгілер қойылады.

Мысалы,логикалық элементтерді құрайтын ортақ коллекторлы ИМС-қа жататын мына элементтердің:КР1533ЛН2, КР1533ЛИ2, КР1533ЛИ4, КР1533ЛА7,Кр1522ЛА9, КР1533ЛА10, КР1533ЛП12 Құрылымдық сұлбалары мына микросұлбаларға КР1533ЛН1, КР1533ЛА1, КР1533ЛА3, КР1533ЛА4, КР1533ЛП5 сәкес.

Ортақ коллекторлы бірнеше элементтер шығыстарын R_H ортақ жүктемеге қосуға болады.Мұндай қосылыстың логикалық Ифункциясын таратуға мүмкіндік бар, сол себептен «И монтаждау» деп аталадыжәне кескінмен көрсетіледі Буферлі элементтер, қайталағыштар, шиналы қалыптастырғыштар.

Кейбір элементтер логикалық операциядан басқа функцияларды орындайды.Мұндай элементтерді буферлі деп атайды. Олар көбіне екі мақсатта қолданылады:

1.Кәдімгі микросұлбалардан К_н саны көп элементтерді қосу үшін. Олардың таралу коэффициенті жоғары, мысалы КР1533 сериялы микросұлбаның шамасы КН = 30. Мұндай логикалық интегралды микросұлба мына белгімен кескінделепді. Оларға аналог блоратын мына микросұлбалардың КР1533ЛН1, КР1533ЛИ1, КР1533ЛИЗ, КР153ЛЛ1, КР1533ЛАЗ, КР1533ЛА1, КР1533ЛА4, КР1533ЛЕ1 құрылымдық сұлбасына сәйкес КР1533ЛН8, КР1533ЛИ8, КР1533ЛИ10, КР1533ЛЛ4, КР1533ЛА21, КР1533ЛА22, КР1533ЛА24, КР1533ЛЕ10 микросұлбалары жатады.

Буферлі элементтердің жоғарғы жүктеме қабілеттілігімен ешқандай логикалық операцияларды орындамауы мүмкін (олар У=Х логикалық операцияны орындайды, яғни Х кірісіне қандай сигнал берілсе, У шығысында сол сигнал орындалады) және қосылған элементтердің санын ұлғайту үшін қойылады. Мұндай элементтер қайталағыш деп аталады. Мысал ретінде КР1533ЛП16 микросұлбаны келтіруге болады.

Кейбір жоғарғы жүктеме қабілеттігімен микросұлбалар ашық коллекторлы шығысты болуы мүмкін. Мысалы, микросұлбалардың құрылымдық сұбалары: КР1533ЛН1, КР1533ЛА3, КР1533ЛЕ1,КР1533ЛП16 мына көрсетілген микросұлбаның құрылымдық сұлбаларына сәйкес –ИМС КР1533ЛН10, КР1533ЛА23, КР1533ЛЕ11, КР1533ЛП17.

2.Кейбір жұмыс режимінде сандық аппаратуралардың өзара әсерін болдырмау үшін сандық аппаратуралардың жеке түйіндерөз ара ажырату қажет.Мұндай элементтер басқа элементтерге қарағанда үш жағдайда болады: бірінші жағдайда шығыста логикалық 1денгейгі орнатылады,екінші жағдайда логикалық 0 денгейгі орнатылады,үшінші жағдайда Z жағадайы деп аталатын жоғарғы омды жағдай немесе жоғарғы имдансиалды жағдай элемент шығыстары ажыратылады, яғни қосылған сандық қондырылғылар өшіріледі.Сонғы жағдайда элемент кедергісін шығыста өлшейтін болса, онда ол іс жүзінде өте үлкен болады.Сондықтан бұл жағдайда жоғары омды деп аталады. Мұндай ИМС интергралды микрасұлбаның шартты белгісі.Мысал ретінде КР1533ЛП8 микросұлбаны келтіруге болад.Ол төрт буферлі қайталағышты құрайды.Олардың әр қайсысы EZ кірісті басқару жағдайынан тұрады (әр түрліә шарттардығы әріптер ағылшын терминдерінен алынған,сол себептен талдау барысында сол тараудың сөздігін қарау керек). EZ кірісіне логикалық 0 берілгенде элемент кәдімгі қайталағыш,ретінде жұмыс істеиді,ал кіріске логикалық

1берілгенде,онда элемент Z жағдайына ауысады және оның шығысы ажыратылады (шығысы ажыратылған жағдайда Z немесе Roff деп белгіленеді). Кірісті басқару жағдайы кейбі уақытта шығыс бойынша рұқсат етілген деп аталып, ЕО түрінде белгіленеді.

Кейбір жағдайда EZ кірісі жалпы бірнеше элементтерге арналады. Мысалы, КР1533ЛН7 микросұлба 4 және 2 элементтен тұратын екі топқа бөлінген, жоғарғы жүктеме қабілеттілігі және үш шығыс жағдайындағы алты буферлі НЕ элементін құрайды. Әрбір элемент тобы өздерінің Ez кірісті басқару жағдайынан тұрады. Кірісіне 1 сигналы берілгенде тиісті топтағы барлық элементтер Z жағдайына ауысады.

	BF
EZ
	BF
EZ

 

X EZ
X EZ
X EZ
X EZ

 

 

Жоғарғы жүктеме қабілеттілігі бар үш жағдайдағы қайталағыштар немесе НЕ элемент топтарынан құралған ұқсас микросұлбаларды шиналық қалыптастырғыш немесе магистральды қабылдап- бергіш деп атайды.

Ескерту: Функционалды қызметтері бойынша топтастырылған желі бөлігін шина деп атайды.мысалы, барлық желіде берілетін ақпараттарды ақпаратты шина, ал басқару сигналдары берілетін желілерді басқару шинасы деп атайды, т.с.с. Ал олардың жиынтықтарын магистраль деп атайды.

Мұндай ИМС таңбалануының үшінші бөлігіне АП әріптері қойылады, кейбір уақытта ЛП немесе ЛН деп таңбаланады (мысалы, қарастырып өткен микросұлба). Қалыптастырғышты графикалық кескін шарт ережесі бойынша BF әрпімен белгілейді (ағылшынша buffer –буфер).Олар көбіне микропроцессорлық жүйеде және ақпараттарда алмасуды ұйымдастыратын магистральды мәліметтерді өңдейтін жүйеде қолданылады.

Тағы бір шиналық қалыптастырғыш мысалын қарастырайық:КР1533АП4.Бұл ИМС екі төрт разрядты магистральды бергішті құрайды. Олардың әрқайсысы жоғарғы тарамдалу коэфициентті, үш жағдайлы төрт буферлі қайталағыштан тұрады.

Кейбір қалыптастырғыштар ақпаратты екі бағытта беруі мүмкін.Мысалы, сегіз разрядты екі бағытты қабылдап-бергіш КР1533АП6 жоғарғы жүктемелі қабілетті үш жағдайлы сегіз буферлі қайталағыштан және микропроцессордан құралады. Олардағы ақпаратты берудегі бағыттың өзгерілуі CD қосымша кірісінде 1 сигналын беру арқылы орындалады:CD=1 болғанда ақпарат D₁-ден D₂-ге беріледі, ал CD =0 болғанда керісінше.

 

 

Шифратор. Шифратор немесе кодер – санды қ ақпараттардың екілік код түрінде орындайтын СҚ, яғни ондық сандардың код сөздеріне түрлендіру.Кез келген шифратордың тиісті ондық кірісіне және сәйкес код сөздеріне шығыстар болады.

Шифратор көпфункцияналды СҚ микросұлбасында немесе жеке микросұлбалар таңбалануындағы үшінші топтың бірінші әріпі И, ал екінші әріп берілген ИМС-тің нақты құрылғысын анықтайды. Шифратор микросұлбалары ИВ шартымен белгіленеді. Шифоратор кескіні ағылшын әріпімен CD белгіленеді Микрасұлба түрінде шифратор екі түрге шығарылады:

1.Кез келген ондық санды екілік-ондық кодқа «8421» түрлендіруде 10х4 (10кіріс және 4 шығысты) шифратор қолданылады. Ондық сандар 0-ден 9-ға дейінгі сан құрамынан тұрғандықтан, көрсетілген санға байланысты шифратор лар он кірістен тұрады. Код. «8421» төрт разрядты болғандықтан,берілген код үшін шифраторлар шығысы 4 болады. Аналогі «Texas Instruments» К555ИВ3 микросұлбаны ретінде қрастыруға болады. Оның шығыстары «8421» код үшін А,В,С,D әріптермен белгіленген. Олар клавература көмегімен сандық ақпаратты енгізгенде қолданылады.

2.Алғашқы сегіз 0-ден 7-ге лейінгі ондық санды үш разрядты екілік кодқа түолендіруде 8х3 шифратор қолданылады. Олар көбіне басқа СҚ жұмысын басқаруда қолданылады. «Texas Instruments» фирмасының SN74LS148N микросұлбасы болатын К55ИВ1 микросұлбасын мысал ретінде қарастыруға болады. Ол 0... 7сандыары үшін сегіз кірісті және А0,А1,А2 үшразрядты екілік код үшін шығысты болады.

Ескеру керек: Кез келген СҚ қорытындысының нөмерленуі К555ИВ1 микросұлбасы сияқты жоғарыдан төменге қарай азряд нөмерімен: 0,1,2,3 және т.с.с. орындалады. Жалпы қабылданған екі қолданып жүрген ресейлік ИМС-тан басқа: егер құрылғы екілік кодпен разрядтың коэффициент салмағы: 1, 2, 4, 8, т.с.с) немесе көп таралған екілік –ондық кодпен «8421» разрядтың коэффициент салмағы 1, 2, 4 және 8) жұмыс істесе, онда сәйкес қорытынды осы разрядтың коэффициент салмағымен нөмерленеді. Бірақ көрсетілген кодтардың разрядкоэффициенттің салмағы бірдей болғандықтан, олар жиі шатасады: қаралатын қондырғы қайсы – екілік төрт разрядпен немесе екілік – ондық «8421» кодпен жұмыс істейді немесе төменде көрсетілген нақты микросұлбаның кескін шартымен анықтауға болады;

- шетелдік микросұлбада «соның ішінде Texas Instruments” фирмасының ИМС және басқа) код қорытындылары А,В,С,D. және т.с.с әріптермен (К555ИВВ3 микросұлда көрсетілгендей) белгіненді. А әрпі 1-мен, В – 2, с – 4, D – 8 және т.с.с

-оқушылардың зертханалық жұмыстарын жеңілдету үшін микросұлбалардың барлық шығыстары «Texas Instruments» фирмасы мен «Electronics Workbench» компьютерлі бағдарламасы бойынша белгіленеді.

-К55ИВ1 микросұлсы сандық кқондырғының басқа ИМС – ры сияқты, негізгі қорытындыдыан басқа «қазіргі жағдайда кірістер ондық сан үшін, ал шығыстары код үшін),рұқсат етуші ЕІ коды болады.Кіріске активті рұқсат етуші сигналЕІ белгілегенде шифратор жұмыс істейді.Егер кіріске ЕІ пассивті сигнал берілсе, онда барлық шығыста пассивті сигнал болады.

Ескерту: шығыстағы «активті» және «пассивті» сигналдар таза келісілген термин.Сонымен,микросұлбаның екі қосымша шығысы болады. Олардың қызметін анықтамадан түсіндіреміз: EO (enable output) – шығыс бойынша рұқсат. 0 сигналы тек рұқсат етуден ғана қалыптасады. GS (group signal)-топтық сигнал. Шығыста 1 сигналды, тек рұқсат ету болмаған жағдайда немесе оның бар болуында және кірісте пассивті сигнал берілгенде қалыптасады. Кез келген сандық қондырғының кескінін сызғанда «еуропалық» стандарт сақталуы қажет.

а)Логикалық элементке қойылатын негізгі тараптар сақтталады:кез келген элементтің екі көрші қорытндысындағы «а» арақашықтығы 5 мм – ге еселенген және берілген сұлбаның барлық қондырғылары мен элементтері бірдей болуы керек.

ә) ең соңғы шығыс пен қондырғыларынң шетінің арасы (логикалық элементтен басқа) 5 мм – ден аспауы керек. Шығысы аз жағында 5 мм – ден көп болуы мүмкін, бірақ 5 мм- ге еселенген.

б) әр түрлі функционалды анықтамалардың шығыстары арасындағы сызықпен бөлінген арақашықтық 10 мм аспауы керек. Шығысы аз жерде 10 мм болуы мүмкін, бірақ 5 мм еселенген.

Шифратор барлық микросұлбалары басымдылақ (арақашықтық) болып шығарылады. Активті сигналдар бір мезгілде бірнеше кірістерге беріледі.Шифратор жұмыс принципі өте қарапайым: егер активті сигналды қандай бір ондық сан түрінде кірісіне берсе, онда шығысында сол санға сәйкес екілік код қалыптасады.Берілген санға сәйкес кодты осы санның адресі деп атайды. Сондықтан КР1533ИВ1 микросұлбасында кодқа арналған шығыстары А әріпімен белгіленеді Мысалы көрсетілген микросұлбаның жұмысн қарастырайық

 

 

Кірістер

Шығыстар

ЕІ

GS

EO

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

X

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

 

 

К555ИВ1 микросұлба көмегімен ондықсан 3-ті түрлендіру қажет делік. Бұл үшін активті сигнал 0-ді берілген сан кірісіне жібереміз (бұл үшін активті сигнал – 0, өйткені барлық ондық сандар кірістері статикалық инверсияланған). Үлкен сан кірістерінде (4, 5, 6, және7) пассвті логикалық 1 деңгейі орнатылу қажет. Ал кіші сан кірістеріне (0, 1 және 2) кез келген сигналды беруге болады.Шифратор басымдылықты болғандықтан, кірістерінде активті логикалық сигнал 0 болғанымен, басымдылық үлкен 3 санына беріледі. ЕІ кірістегі микросұдба жұмыс істеу үшін кіріске активті сигнал 0 беріледі (белгіленген кіріс статикалық терістеу болғандықтан, бұл жерде активті сигнал 0 болып саналады. Ондық 3 санына 3 – разрядты екілік коды 011 сәйкес келедіал бірақ шығыстары инверсті болғандықтан, 100 сигналы топтасады (шығыстағы сандық информация кез келген микросұлбада ақпарат төменнен жоғары қарай оқиды). ЕО шығыстағы 1 логикалық сигнал топтасады, 1 кірісте (кіріс сигналы 3) активті сигнал 0 әсер етеді. GS шығысында логикалық сигнал 0 топтасады, өйткені бұл жерде де кіріске активті сигнал 0 әсер етеді

Шифратор құрылымы. Дайын микрасұлба түрінде шығарылмаған шифратор талап етілсе, онда олар көпфункционалды СҚ құрамына ендіріледі немесе логикалық микросұлба элемент түрінде құрылады.Мысал үшін ондық сандардың екілік- ондық код «8421» түрленуіндегі штфратор құрылысын қарастырамыз. Осы жағдайдағы кодты таңдаудың екі себебі бар:К555ИВ3 микрасұлбаның құрылымын анықтау («Texas Instruments» фирмасының SN74LS147N анологты микросұлбасы);

- Көрсетілген микросұлбада не себептен 0 санына кіріс жоқ екенін түсіну

Кіріс және шығыс саны мен қызметін анықтау:Мұндай шифратор барлық 0... 9-ға дейінгі сандар үшін он кірістен және «8421» төрт разрядты код үшін 4 шығыстан тұрады.Әрбір шифратор шығысныа СДНФ жазамыз:

 

 

C

 

D

Мұндай логикалық мәнді жазуды басқа жағынан қарастыруға болады, мысалы, егер активті сигнал 1 санының кірісіне немесе 3 санының кірісіне, немесе 5 санының кірісіне немесе 7 санының кірісіне немесе 9 санының кірісіне берілсе, онда «В» шығысында 1 сигналы қалыптасады.И-НЕ базисіне ауысаызжәне тиісіт логикалық элемент саны 1 элемент 5 И-НЕ. Қалған логикалық мәндер осындай құрылымда болады, И-НЕ базасіне алмасу процесі дәл осындай.Сондықтаналныған шешім жазуымызға болады.Логикалық мәндердің барлық кіріс сигналдарын терістеу қажет. Осы операцияны орындау үшін сұлбаға логикалық кірістерін (К555ИВ3 микрасұлбасындай) терісті деп есептейміз.

 

 

Қазіргі техникалық жазбаларды және анықтамалық кітаптарда мультиплексорды селекторлы-мультиплексор деп атайды, ал белгіленуде MUX белгісі орнына MS депбелгілейді. Коммутациялаушы СҚ микросұлбасын шығаруда келесі мультиплексорлардың түрлері шығарылған:

-селекторлы-мультиплесор 4-1 (4 ақпаратты кіріс, екі адресті, бір сторбтаушы кіріс және бір шығыс) бұл мәліметтер суреттегі КР1533КП2 микросұлбасы жайында көрсетілген;

- ортақ адресті А және В шығыстардан, 1С0... 1С3, 2С0... 2С3 бөлектенген;

- ақпаратты кірістерден 1G, 2G стробтаушы кірістерден 1У, 2У кірістерден тұратын 4х1 екі еселенген мультиплексор сияқты, бір разрядты екі мультиплексор құрылысын қарастырамыз;

-селектор 4х1 бір екі разрядты сияқты (белгіленген уақытта екі разрядты кодты өткізе алады), бірақ миросұлба сызылғанда басқаша сызылады (анықтама әдебиеттерінде және сандық техникалық СҚ сұлбаларында кірістер мен шығыстарды құраушылар өздерінің ыңғайы мен көрсетулеріне сәйкес орналастырылған). Бұл жағдайда екі разрядты 4 ақпаратты кіріс 1С0 және 2С0, 1С1 және 2С1, 1С2 және 2С2, 1С3 және 2С3, осы кірістерге екі разрядты код келіп түседі, бұл код А және В кірістері, рұқсат беруші стробты 1G кірістерінен екі разрядты 1У,2У шығыстарынан келеді.

1-мысал: Егер белгіленген кіріске екілік код 11 келіп түссе, онда кіріс 2 шығысқақосылған кездегі микросұлбаның кірісі мен шығысындағы сигнал мәнін көрсету керек. Екі разрядты кіріс 2, 1С2 және 2С2 кірістерінен тұрғандықтан, онда берілген 11 кодын ақпараттық кірістерге береміз. А және В адрестік кірістеріндегі (төменнен жоғарыға қарай) 2 кодының кірісіне 10 кодын береміз. Стробтаушы кірісіне 1G, 2G рұқсат етуші сигнал 0 беріледі (бұл жерде 0 сигалы активті болып саналады, өйткені бұл жерде берілген кірістер инверсті статистикалық болып саналады) 11 1С2, 2С2 кірістерінен өтіп, 1У,2У шығыстарына келіп түседі. Басқа кірістегі ақпарат шығысқа өтпегендіктен, олардың мәні бәрібір.

 

 

Осындай құрылымды микросұлбалар:

-микросұлба КР1533КП19, бірақ шығыстары теріс;

-микросұлба КР1533КП12, үш жағдайдағы шығысты буферлі ИМС. Үшінші Z-жағдайына көшу рұқсат етушісі жоқ строб G-да болады;

 

- Микросұлба КР 1533КП17, бұл үш жағдайлы және текріс шығысты ИМС.

 

Селекторлы – мультиплексор 8 -1(сегіз ақпаратты кіріс, үш адресті, бір стробтаушы және бір шығысты).Тура шығыстан қатар тағы бір қосымша терістеу шығысы шығарылған. Бұл шығысқа кірістен сигнал терістеу түрде беріледі. Мұндай шығыстар өте қарапайым және комплементарлы деп аталады.

Демультиплексорлар. Демультиплексорлар – мультиплексор сияқты сандық қондырғы, сандық тезникада коммутациялау функциясын орындайды. Демультиплексор өзінің жалғыз ақпараттық кірісін өзінің бірнеше шығыстарына қосады.Ең қарапайым демультиплексор бір ақпаратты кіріс D – дан, екібасқарушы адрестік кірістер А0және А1 бірнемесе оданда көп рұқсат беруші стробтаушы кіріс S және төрт шығыс Q0, Q1, Q2, және Q3 тұрады. Демультиплексордың жұмыс ыөте қарапайым: егер рұқсат етуші адрестік кіріске берілген шығыспен екілік кодын берсек, онда ақпаратты кіріс берілген шығыспен қосылады. Белгілі бір уақытта сигнал ақпаратты кіріске келіп түсіп,керекті шығысқа қосылады, шығыстарда көрсетілгенсигнал өтпейді. Кез келген дешифратор микросұлбасында бір рұқсат етуші кіріс болса, онда оны демультиплексор ретінде қолданыуға болады.К555ИД6 микросұлбасында бірде-бір рұқсат етуші кіріс жоқ, сондықтан оны демультиалексор ретінде қолдануса онда ақпаратты кіріс ретінде D рұқсат етуші кіріс болып саналадыАЛ адрестік ретінде кодқа арналған кірістер. Мысал ретінде КР1533ИД7 микросұлбасын демультиплексор ретінде ақпаратты кірістен шығысқа 3 қосылса немесе ақпаратты кіріске 0 сигналы берілген жағдайда микросұлбаның барлық кірістері және шығыстарының қорытындыс ыкөрсету керек.Ең алдымен қорытындыны анықтаймыз. Кез келген рұқсат етуші кіірс ақпаратты болып есептеледі, мысалы G1. Онда қалған G2А және G2Bкірістер стробтаушы болып саналады.Код үшін А,В,С кірістері адрестік кірістер ретінде қолданылады.G1 ақпаратты кірісіне 0 сигналын береміз. А,В,С адрестік кірістеріне 3 санының екілік коды 011 беріледі.Рұқсат етуші 0сигналын екі стробтаушы кіріске G2A,G2B берілген кезде ақпаратты кіріс G1 У3 шығысына қосылады. Осы кезде 0 сигналы G1 кірістен У3 шығысына келіп түседі. Осы кезде логикалық 1 қалыптасады.У0,У1 және У2 шығыстары іске қосылмайды. Шығыста пассивті 1 сигнал болып немесе статикалық терістеу шығыс ретінде болып тұр.

МДП мультиплексор микросұлбасының құрылымын (екі жақты өткізгішті қасиеті бар) демультиплексор ретінде қолдануға болады, шығыстарын D ақпараттық кіріс ретінде қолдануға, ал ақпараттық кірісті шығыс ретінде қолдануға болады, ал адрестік кірістер сол күйінде адрестік кіріс болып қалады.