На рисунке показана цоколевка простых логических микросхем- пример:
- К176ЛП12 И-НЕ
- К176ЛП4 и К176ЛП11 — ИЛИ-НЕ
- В состав К176ЛИ1 входит девяти входовой элемент И и инвертор
- КР1561ЛИ2 — четыре двух кодовых элемента И
- 564ЛА10 — 2-а И-НЕ с открытым стоком
Как видно из рисунка число входов лог. элементов в основном не велико. Но когда необходимо иметь с большим кол-вом элементов, то можно чередовать включение элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ. Для примера смотрите второй рисунок.
Микросхемы К561ТЛ1 или КР1561ТЛ1 — 4-е двух входовые триггеры Шмитта, выполняющие функцию И-НЕ. Основное свойтсво инвертирующего триггера Шмитта — скачкообразное изминение выходного напряжения от 1 до 0 при плавном повышении входного напряжения и переходе величины U1пор и скачкообразное изменение выходного напряжения от 0 до 1 при плавном снижении сигнала ниже U0пор.
Триггеры Шмитта широко применяются при приеме цифровых сигналов с большим уровнем помех, что позволяет формировать импульсы с крутыми фронтами из плавно изменяющегося входного напряжения (сильные помехи искажающие форму импульсного сигнала или синусоидальное напряжение).
Преобразователи уровня
К176ПУ1, К176ПУ2, К176ПУ3 — служат для согласования относительно маломощных выходов КМОП-микросхем с ТТЛ-микросхемами.
К176ПУ1, К176ПУ2 — инверторы.
Стандартное напряжение питания этих микросхем 9В, оно подается на 14 вывод для К176ПУ1 и на 16 вывод для К176ПУ2 и К176ПУ3, а дополнительное напряжение питания 5В подается на вывод 1 всех указанных микросхем. При таком напряжении питания выходы микросхем имеют логические уровни соответствующие ТТЛ — микросхемам.
Микросхемы К561ПУ4 и КР1561ПУ4 аналогичны по функциональности микросхеме К176ПУ3, но имеют только один источник питания которое подается на вывод 1. Особенность этих микросхем в том, что на их вход можно подавать напряжение более чем напряжение питания самой микросхемы, что позволило включать эти микросхемы в цепи выдающие уровни сигналов от 5 до 15В. Для того что бы напряжение выхода лог. единицы было равно 5В, напряжение питания микросхемы должно быть таким же в независимости от входных напряжений на входах микросхемы(от 5 до 15В). Также эти микросхемы обладают большой перегрузочной способностью, так например КР1561ПУ1 при питаний 5В позволяет нагружать себя на два входа микросхем серии К155 или на 8-мь входов серии К555.
К176ПУ5 предназначена для согласования выходов микросхем ТТЛ серии со входами КМОП микросхем. При напряжении питания 5В и на выводе 15 и 9…10В на выводе 16, на входы микросхемы можно подавать сигналы ТТЛ микросхем, а выходные сигналы будут соответствовать уровням КМОП микросхем.
564ПУ6 — 4-е преобразователя уровней ТТЛ в уровни КМОП с индивидуальной возможностью перевода выходов в высокоимпендансное состояние. Микросхема имеет 2-а вывода для подачи питания: 1-5В(ТТЛ), 16-5..15В(КМОП). Каждый преобразователь уровня имеет вход Е для управления выходом. При лог. 1 на этом входе выход преобразователя активен и повторяет входной сигнал, увеличивая его амплитуду до напряжения питания, поданного на вывод 6, при лог. 0 на входе Е выход переходит в высокоэмпендансное состояние.
К561ПУ7 и К561ПУ8 — 6-ть инвертирующих преобразователей ТТЛ в уровни КМОП. Отличие от предыдущих микросхем в том что необходим один источник питания 5…15В, при этом выходные сигналы микросхем имею уровни близки к напряжению питания.
Буферные микросхемы
К561ЛН — 6-ть инверторов со стробированием и возможностью переводов выходов в высокоэмпендансное состояние. Микросхема имеет 6-ть информационных входов D1-D6, вход стробирования C, вход переключения в высокоэмпендансное состояние Е, 6-ть выходов.
Вход Е преобладающий, при подаче на него лог. 1 все выходы переходят в высокоэмпендантное состояние не зависимо от от других входных сигналов.
К561ЛН1 имеет повышенную нагрузочную способность — при Uпит=10В ее выходной ток может достигать 5,3мА, а при лог. нуле до 0,5мА, что позволило использовать микросхему с нагрузкой большой емкости.
К561ЛН2 — 6-ть инверторов с повышенной нагрузочной способностью, микросхема по параметрам аналогична К561ПУ4.
К561ЛН3 — шесть повторителей сигнала с возможностью перевода выходов в высокоэмпендансное состояние. Повторители разбиты на 2-е группы: 4-е и 2-а элемента, в каждом управляющие входы Е объединены. Микросхема обладает большой перегрузочной способностью. Основное назначение микросхемы — поочередная подача на одну магистраль сигналов от различных источников.
Справка
Высокоимпедансное состояние или Z-состояние — такое состояние контакта логической схемы, при котором сопротивление между этим контактом и остальной схемой очень велико. Физически реализуется закрытым транзистором, работающим в ключевом режиме.
Вывод, переведённый в Z-состояние, ведёт себя как не подключенный к схеме. Внешние устройства, подключенные к этому выводу, могут изменять напряжение на нём по своему усмотрению (в некоторых рамках), не влияя на работу схемы. И наоборот — схема не мешает внешним устройствам менять напряжение на контакте.
В цифровой электронике существуют понятия «логическая единица» (контакт присоединён к источнику питания и может выдавать в нагрузку большой ток, порядка сотен миллиампер) и «логический ноль» (контакт присоединён к «земле», и также выдерживает высокие токи). Но такие выходы нельзя объединять: если на одном будет 1, а на другом 0, возникает короткое замыкание, чреватое выгоранием выходных транзисторов.
Поэтому, чтобы можно было организовывать соединение типа «шина», было введено третье «высокоимпедансное состояние», когда дополнительный ключ просто отключает выход и он «повисает в воздухе» — соединяется с остальной схемой через высокое сопротивление (импеданс) закрытого транзистора. Такой выход не влияет на подключённый к нему провод, следовательно к одному проводу можно подключать несколько выходов, нужно только следить, чтобы в каждый момент времени только один был активным, а остальные в высокоимедансном состоянии. Получается соединение типа «шина». Близкими свойствами обладает выход «открытый коллектор», но он гораздо менее удобен.
Литература — МРБ — С.А.Бирюков — Цифровые устройства на МОП-интегральных микросхемах
Загрузка...