Galleria mappe mentale Nozioni di base sulla tecnologia dell'elettronica digitale (circuiti logici combinatori)
"Un tutorial conciso sulle basi della tecnologia elettronica digitale" dell'Università di Tsinghua. La quarta edizione (Capitolo 4 Circuiti logici combinatori) contiene un'introduzione dettagliata e una descrizione completa. Spero che possa aiutare gli amici interessati a imparare.
Modificato alle 2023-11-30 19:32:19Microbiologia medica, Infezioni batteriche e immunità riassume e organizza i punti di conoscenza per aiutare gli studenti a comprendere e ricordare. Studia in modo più efficiente!
La teoria cinetica dei gas rivela la natura microscopica dei fenomeni termici macroscopici e le leggi dei gas trovando la relazione tra quantità macroscopiche e quantità microscopiche. Dal punto di vista del movimento molecolare, vengono utilizzati metodi statistici per studiare le proprietà macroscopiche e modificare i modelli di movimento termico delle molecole di gas.
Este é um mapa mental sobre uma breve história do tempo. "Uma Breve História do Tempo" é um trabalho científico popular com influência de longo alcance. Ele não apenas introduz os conceitos básicos da cosmologia e da relatividade, mas também discute os buracos negros e a expansão. Do universo. questões científicas de ponta, como inflação e teoria das cordas.
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La teoria cinetica dei gas rivela la natura microscopica dei fenomeni termici macroscopici e le leggi dei gas trovando la relazione tra quantità macroscopiche e quantità microscopiche. Dal punto di vista del movimento molecolare, vengono utilizzati metodi statistici per studiare le proprietà macroscopiche e modificare i modelli di movimento termico delle molecole di gas.
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Nozioni di base sulla tecnologia dell'elettronica digitale
Capitolo 4 Circuiti logici combinatori
Panoramica
1 Caratteristiche delle funzioni logiche combinatorie
Caratteristiche della funzione logica: lo stato di uscita del circuito in qualsiasi momento dipende solo dallo stato di ingresso in quel momento e non ha nulla a che fare con lo stato originale.
Caratteristiche della struttura del circuito
①Non è presente alcun circuito di ritardo del feedback tra uscita e ingresso
②Non contiene componenti di memoria (flip-flop) ed è costituito solo da circuiti di gate
2. Metodo di rappresentazione della funzione logica del circuito combinatorio
Tabelle di verità, mappe di Karnaugh, espressioni logiche, diagrammi di forme d'onda, ecc., possono essere utilizzati per rappresentare le funzioni logiche dei circuiti combinatori.
3 Classificazione dei circuiti combinatori
Diverse funzioni logiche: sommatore, comparatore numerico, codificatore, decodificatore, selettore dati, distributore dati, memoria di sola lettura
Diversi componenti di commutazione: CMOS, TTL
Secondo diversi livelli di integrazione: SSI, MSI, LSI, VLSI
4.1 Metodi di analisi di base e metodi di progettazione di circuiti combinatori
1 Metodo di analisi
fare un passo:
2 Metodi di progettazione
fare un passo:
4.2 Sommatore
Operazioni aritmetiche sui numeri binari
Fare riferimento al Capitolo 1 per la conversione di base
Mezzo sommatore: somma due numeri binari a 1 bit senza considerare il riporto a bit basso
Tavola della verità:
Forma funzionale:
Simbolo dello standard nazionale:
Sommatore completo: due addendi con lo stesso bit e un riporto dal bit basso vengono sommati insieme. Questa operazione di addizione è un'addizione completa.
Tavola della verità:
Forma funzionale:
Simbolo dello standard nazionale:
Sommatore completo integrato (doppio sommatore completo)
TTL:
CMOS:
Sommatore: un circuito che aggiunge numeri binari a più bit
Formula aritmetica:
Sommatore di riporto seriale a 4 bit
Caratteristiche: Il circuito è semplice, ma la velocità di calcolo non è elevata
Schema di collegamento:
portare il sommatore lookahead
Definizione: quando si esegue l'addizione, il segnale di riporto di ciascuna cifra viene generato direttamente dal numero binario di input.
Caratteristiche: Circuito veloce ma complesso
Schema di collegamento:
4.3 Codificatori e decodificatori
Sistema di codifica: metodo che utilizza più cifre per rappresentare informazioni su cose diverse secondo determinate regole.
Codificatore
Codificatore binario:
Encoder binario a tre cifre (encoder a 8 fili-3 fili)
Diagramma a blocchi schematico:
Tabella di codifica:
Caratteristiche:
codificatore a priorità binaria a tre cifre
Tabella di codifica:
Caratteristiche: Codifica prioritaria, che consente l'ingresso di più segnali contemporaneamente, ma codifica solo il segnale con la priorità più alta
Encoder prioritario integrato a 8 fili-3 fili
Tabella di codifica:
Due encoder prioritari da 8 linee-3 linee sono collegati in cascata in un encoder prioritario da 16 linee-4 linee Tre encoder prioritari da 8 linee-3 linee sono collegati in cascata in un encoder prioritario da 24 linee-5 linee Quattro encoder prioritari da 8 linee-3 linee sono collegati in cascata in un encoder prioritario da 32 linee-5 linee
Codificatore binario-decimale: codifica dieci segnali da 0 a 9 utilizzando codici binari a 4 bit
Codificatore di codice 8421BCD (codificatore a 10-4 linee)
Diagramma a blocchi schematico:
Tabella di codifica:
Codificatore prioritario codice 8421BCD
Tabella di codifica:
decodificatore
Decodificatore binario: un circuito che traduce i vari stati dei codici binari nei corrispondenti segnali di uscita secondo il loro significato originale.
Caratteristiche: Il terminale di output fornisce tutti i termini minimi
Esempi di dispositivi
Decoder integrato da 3 fili a 8 fili:
Dispositivo:
Terminale di controllo ingresso strobo:
Tavola della verità:
Cascata di decodificatori binari
Due decoder da 3 a 8 linee sono collegati per formare un decoder da 4 a 16 linee.
Dispositivo:
Tre decoder da 3 a 8 linee sono collegati per formare un decoder da 5 a 24 linee.
Dispositivo:
Tavola della verità:
Decodificatore integrato da 2 fili a 4 fili
Diagramma funzionale:
Tavola della verità:
Implementazione di funzioni logiche combinatorie utilizzando decodificatori binari
Poiché l'output del decodificatore binario può fornire tutti i minterm delle variabili di ingresso e qualsiasi funzione logica combinatoria può essere trasformata nella formula standard della somma dei minterm, qualsiasi funzione logica combinatoria può essere implementata utilizzando un decoder binario e una porta circuito
Decodificatore binario-decimale: un circuito che traduce il codice binario dei numeri decimali, cioè il codice BCD, nei corrispondenti 10 segnali di uscita
Decodificatore di codice 8421BCD
Decodificatore di visualizzazione: traduce i codici binari di numeri, parole e simboli nella forma a cui le persone sono abituate e li visualizza
Display digitale
decodificatore di visualizzazione
4.4 Selettori e allocatori di dati
Selettore dati: un circuito che seleziona un'uscita da più ingressi
Rappresentazione della lettera
D è il terminale di ingresso dati
A è il terminale di input dell'indirizzo
Per il terminale di controllo dello strobo
Y è il terminale di uscita dei dati
Selettore dati 4 a 1 integrato
Dispositivo:
Tavola della verità:
Selettore dati 8-a-1 integrato
Dispositivo:
Tavola della verità:
Estensione selettore dati integrata
Distributore dati: un circuito che trasmette più uscite da un ingresso
Distributore dati da 1 a 4 vie
Diagramma a blocchi schematico:
Tavola della verità:
Distributore dati integrato da 1 a 8 canali
Implementato utilizzando un decodificatore da 3 a 8 fili
Dispositivo:
4.5 Controllo di parità e comparatore numerico
Controllo di parità: utilizzando la funzione logica della porta XOR, è possibile eseguire operazioni di controllo di parità
Se l'output è 0, il numero di 1 nell'input è un numero pari. Se l'output è 1, allora il numero di 1 nell'input è un numero dispari.
Comparatore numerico
Nei circuiti digitali, l'ingresso di un comparatore numerico è il numero binario da confrontare e l'uscita è il risultato del confronto.
Comparatore numerico a 1 bit
Diagramma a blocchi schematico:
Tavola della verità:
Comparatore numerico a 4 bit
Il confronto inizia dal bit alto e procede bit per bit fino ad ottenere il risultato del confronto.
Diagramma a blocchi schematico:
Tavola della verità:
4.6 Realizzazione di funzioni logiche combinatorie utilizzando circuiti integrati di media scala
1 Utilizzare i selettori dati per implementare funzioni logiche combinatorie
fare un passo:
1 Selezionare il selettore dati: determinato da n=k-1 (k è il numero di variabili nella funzione, n è il numero di codici di indirizzo del selettore)
2. Scrivere AND standard o espressioni di funzioni
3 Confrontare e determinare l'espressione della quantità di input
4. Disegna uno schema di collegamento
Esempio:
2 Utilizzare il decodificatore binario per implementare la funzione logica combinatoria
fare un passo:
1 Selezionare il decoder: 2 variabili utilizzano un decoder 2-4 linee, 3 variabili utilizzano un decoder 3 linee-8 linee
2. Scrivere la forma standard delle funzioni NAND-NAND
3 Confermare la relazione tra variabili e input
4. Disegna uno schema di collegamento
Esempio:
4.7 Memoria di sola lettura
Ordina per metodo di scrittura
Maschera ROM
ROM programmabile
ROM programmabile cancellabile
Struttura della ROM
4.8 Avventure competitive in circuiti combinati
Concetto: In un circuito combinatorio, quando il segnale di ingresso cambia stato, in uscita può apparire un falso segnale: il fenomeno di un'eccessiva interferenza con l'impulso è chiamato rischio di contesa.
Il rapporto tra competizione e assunzione di rischio
Laddove la concorrenza non porta necessariamente all’assunzione di rischi, dove c’è un rischio deve esserci concorrenza.
Modi per eliminare il rischio competitivo
①Introduzione dell'impulso di blocco
②Introdurre l'impulso stroboscopico
③Collegare il condensatore del filtro
④Modificare la progettazione logica e aggiungere elementi ridondanti