Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Комп'ютерна схемотехніка, image - Coggle Diagram
Комп'ютерна схемотехніка
Загальні відомості про цифровий сигнал
Види сигналів
Аналоговий сигнал - Сигнал, який змінюється безперервно та може приймати будь-які значення в певному діапазоні.
Цифрові сигнали
Види цифрових сигналів
Потенціальні - Форма потенційного сигналу відображається рівняннями напруги. Сигнали передаються послідовно. Тривалість потенціального сигналу дорівнює або кратна тривалості машинного такту
Імпульсні - Форма імпульсного сигналу відображається електричними імпульсами. Під електричним імпульсом розуміють короткочасну зміну напруги (або струму).
Способи передачі інформації
Послідовна - Інформація передається по одній лінії зв’язку за декілька моментів часу.
Паралельна - Для передачі одночасно використовують декілька ліній зв’язку (по шині).
Групова (комбінована) передача інформації використовується, якщо маємо дуже великий обсяг інформації. Цю інформацію поділяють на байти, які передають послідовно, а кожний розряд байта передають паралельно
Цифрові схеми
Цифрова схема є повністю цифровою якщо вхідні та вихідні сигнали відображаються тільки «лог 1» або «лог 0», тобто одним з двох можливих рівнів напруги.
Логічна схема - сукупність логічних елементів, призначених для перетворення двійкових змінних
Комбінаційні логічні схеми
Комбінаційною називають схему з x входами і y виходами, у якої сукупність вихідних сигналів у даний момент часу повністю визначається сукупністю вхідних сигналів, що діють в даний момент часу, і не залежить від вхідних сигналів, що діють в попередні моменти часу.
Послідовністні логічні схеми
Послідовнистні логічні схеми (ПЛС) можуть бути розбиті на 2 частини:
– комбінаційна логічна схема (КЛС);
– пам’ять (запам’ятовуючий пристрій).
Форми представлення цифрових сигналів
Під лінією зв’язку розуміють фізичне середовище, за допомогою якого передають інформацію. Таким середовищем можуть бути електричні проводи, оптичні середовища.
Магістраль складається із шин:
- шина адреси (ША, АВ (address bus);,
- шини даних (ШД, ДВ (data Bus);
- шини керування (ШК, СВ (control bus).
Закодоване повідомлення, яке передається у лінію зв’язку або в магістраль за допомогою різних фізичних носіїв (напруга, електричний струм) називають сигналом.
Поняття елементів, вузлів і пристроїв комп'ютерної схемотехніки
Склад технічних засобів комп'ютерної схемотехніки
Структурні схеми КЦП
Структурна схема ПЛС
Часова діаграма ГТІ
Часова діаграма тактового сигналу
Логічні основи цифрових пристроїв
Типи цифрових пристроїв та їх порівняльна характеристика
Генерування вхідної напруги
Структурна схема таких пристроїв має вигляд
Основні визначення алгебри логіки
Алгебра логіки – це розділ математичної логіки, що вивчає будову (форму) складних логічних висловлювань і способи встановлення їх істинності за допомогою алгебраїчних методів.
Основні визначення алгебри логіки
Вхідний набір – це певна комбінація значень двійкових змінних в логічній функції. Максимальне число вхідних наборів визначається виразом m=2n, де n – число змінних.
Робочі набори – це вхідні набори, для яких логічна функція повністю визначена.
Байдужі набори – це вхідні набори, для яких логічна функція не визначена. Частково визначену функцію можна зробити повністю визначеною (довизначити), приписавши байдужим наборам які-небудь значення функції (0 або1).
Таблиця істинності – це представлення логічної функції у вигляді таблиці, в лівій частині якої записуються вхідні набори, а в правій – відповідні їм значення функції.
Повністю визначена функція – це логічна функція, що має визначені значення 0 або 1 на всіх вхідних наборах.
Не повністю визначена функція – це логічна функція, значення якої визначені не на всіх вхідних наборах.
Логічні функції однієї змінної
Таблиці істинності
Позначення на схемах
Висловлювання – це оповідне твердження, в якому щось стверджується або заперечується і відносно якого можна сказати істинне воно або помилкове.
Аксіоми булевої алгебри
Закони булевої алгебри
Закон перестановки (комутативний)
Закон сполуний
Закон розподілу (дистрибутивний)
Закон повторення (ідемпотентності)
Закон подвійного заперечення
Закон де Моргана
Правило склеювання (відкидаємо тільки одну змінну)
Правило поглинання (одна змінна відкидає інші)
Форми задання логічної функції
Способи задання логічних функцій
функцій алгебри логіки
словесний;
табличний;
аналітичний;
координатний;
графічний;
цифровий.
абличний спосіб задавання функцій алгебри логіки:
а) для функції від 2-х змінних; б) для функції від 3-х змінних
Аналітичний спосіб
ДДНФ логічної функції – це диз'юнкція констатуент одиниці (мінтерми) відповідних наборам вхідних змінних, для яких функція рівна одиниці.
ДКНФ логічної функції – це кон’юнкція констатуент нуля (макстерми) відповідних наборам вхідних змінних, для яких функція рівна нулю.
Задання логічної функції f(x1x2x3) таблично
Координатний спосіб задавання функцій алгебри логіки
Графічний спосіб задання ФАЛ
цифровий спосіб, ФАЛ записується у виді сукупності наборів аргументів, на яких вона приймає істинне значення. Наприклад, y1=2, 3, y2=0,1,2,3,7.
Комбінаційні цифрові пристрої
Дешифратор (Decoder)
УГП дешифратора: а) на функціональних схемах; б, в, г) на принципових схемах.
Умовно графічне позначення дешифратора «3⇒8»
Таблиця істинності DC (3⇒8)
Шифратор (Coder)
УГП шифратора: а) на функціональних схемах; б) на принципових схемах.
Мультиплексор
Умовно графічне позначення MS «4 ⇒ 1
УГП мультиплексорів: а) на функціональних схемах;
б) на принципових схемах; в) ІС КР1533КП7, де С – вхід стробування
Демультиплексор
УГП демультиплексорів: а) на функціональних схемах;
б) на принципових схемах; в) типове з’єднання з мультиплексором.
Каскадування демультиплексорів
Класифікація перетворювачів кодів
принцип побудови перетворювачів кодів, згідно з яким їх можна поділити на чотири групи.
Другу і третю групу складають перетворювачі кодів, побудовані за блоковими схемами: дешифратор - шифратор, дешифратор - матриця запам'ятовуючого пристрою.
До першої групи відносяться перетворювачі кодів, що синтезуються як звичайні комбінаційні схеми на логічних елементах І, АБО, І-НЕ, АБО-НЕ та ін.
Четверту групу утворюють перетворювачі кодів, які реалізуються на основі програмованих логічних матриць.
умовні графічні позначення перетворювачів кодів.
У загальному вигляді в основному полі прямокутника міститься позначення Х/У а). Букви X, У можуть бути замінені позначеннями інформації, присутньої відповідно на входах і виходах. Наприклад, на рис. 2,б зображено перетворювач двійкового коду в десятковий (В - від англ. binary - двійковий, DEC - від англ. decimal - десятковий), а на рис. 2,в. Перетворювач коду Грея у двійковий код.
Побудова логічних схем
Комбінаційна цифрова схема для реалізації функції f1x1,x2=x1x2 x1x2
Синтез комбінаційних схем на логічних елементах
Логічна функція задана картою Карно
Нормальні форми логічної функції f1x1,x2,x3
Комбінаційна схема на логічних елементах для реалізації логічної функції
f1 у формі І/АБО
Комбінаційна схема на логічних елементах для реалізації логічної функції
f1 у формі І-НЕ/І-НЕ
Комбінаційна схема на логічних елементах для реалізації логічної функції
f1 у формі АБО/І-НЕ
Комбінаційна схема на логічних елементах для реалізації логічної функції
f1 у формі АБО-НЕ/АБО
Етапи перетворення логічних функцій в базиси І-НЕ, АБО-НЕ
Запис логічної функції через операцію І-НЕ
Мінімізація логічних функцій та логічні елементи
Мінімізація логічних функцій
Мінімізація логічних функцій методом Квайна – Мак-Класкі
Метод мінімізації Квайна — Мак-Класкі також реалізує перехід від ДДНФ до мінімальної (МДНФ) з використанням операцій склеювання та поглинання. Він був запропонований В. Квайном, а потім удосконалений Мак-Класкі.
Мінімізація логічних функцій методом Карно – Вейча
Метод Карно і Вейча дозволяє виконати мінімізацію функцій графічно. Карта Карно для ДДНФ (діаграма Вейча — для ДКНФ) є аналогом таблиці істинності, зображеній у спеціальній формі. Кількість клітинок у карти визначається за виразом K=2m , де m- кількість змінних, що описують логічну функцію. Кожна клітинка описується прямими або інверсними значеннями усіх змінних.
логічні елементи
Заперечення, НЕ (Інверсія)
fx=x
Кон’юнкція, І (Логічне множення)
fx1,x2=x1x2
Диз’юнкція, АБО fx1,x2=x1 ⋁ x2
Штрих Шеффера І-НЕ (Заперечення І)
fx1,x2=x1x2
Стрілка Пірса,
АБО-НЕ (Заперечення АБО) fx1,x2=x1 ⋁ x2
Виключаюче АБО, mod2 (Заперечення еквівалентності)
fx1,x2=x1⊕ x2
Еквівалентність
fx1,x2=x1 ⊕ x2
8. Імплікація fx1,x2\=x1x2 fx1,x2\=x1 ⋁ x2
Заборона
fx1,x2=x1∙ x2
Тригери (елементарні автомати)
Тригери – елементарні автомати, мають власні елементи пам’яті і схему
управління. Усі різновиди тригерів являють собою елементарний автомат, який
вміщує власний елемент пам’яті ЕП та схему керування (СхК), яка утворює вхідну
логіку
Елементарний автомат
Схема ЕП з входами управління на
елементах АБО-НЕ та І-НЕ
Класифікація тригерів
За логічним функціонуванням розрізняють тригери типів:
RS – з роздільною установкою станів «0» і «1»;
D (Delay - затримка) – з одним інформаційним входом D;
T – тригер з лічильним входом;
JK – універсальний з роздільною установкою станів «0» і «1» та інших.
RS – тригери (тригери з окремим запуском)
D – тригери (тригери затримки)
Т – тригери (лічильний тригер)
Тригери типу – JK (універсальні)
УГП тригерів серії КР1533.
Інтегральні тригери.
Тригер. Загальне
представлення
Синхросигнал і його активні частини
