Technika Cyfrowa.

1.Schematy logiczne, symbole, tablice stanów, modele przekaźnikowe dla podstawowych funktorów: NAND, NOR, AND, OR.

• Iloczyn logiczny I (ang. AND), Y = A · B

A	B	Y = AB
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

• Suma logiczna LUB (ang. OR), Y = A + B

A	B	Y=A+B
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

• Negacja (inwersja) NIE (ang. NOT),
  

A	Y
0	1
1	0

• Suma zanegowana LUB - NIE:
  NOR

A	B	Y
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	0








• Iloczyn zanegowany I - NIE:
  NAND

A	B	Y
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0








2.Schematy logiczne, symbole, tablice stanów bramek ExOR, ExNOR.

BRAMKA ALBO (EX - OR)

A	B	F
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0




BRAMKA ALBO - NIE (EX - NOR)

A	B	F
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	1




3.Przerzutniki: monostabilny i bistabilny - działanie, przeznaczenie.

Przerzutniki są inną niż bramki klasą urządzeń elektroniki cyfrowej. Są najprostszymi układami pamięciowymi. Przerzutnik zapamiętuje zmianę stanu logicznego wejścia. Stan zapamiętania sygnalizowany jest zmianą stanu wyjścia. Stan zapamiętania może być skasowany :

• przez podanie na wejście kasujące odpowiedniego sygnału - przerzutnik bistabilny;

Najprostszym przerzutnikiem bistabilnym jest RS.

S (Set) jest wejściem sygnałów przeznaczonych do zapamiętania,R (Reset) jest wejściem kasującym. Sygnały na R i S nie powinny pojawiać się jednocześnie. Układ reaguje na pojawienie się stanów „0” na wejściach S i R, co podkreślają znaki zaprzeczenia logicznego nad literami oznaczającymi nazwy wejść. Układ - jak większość przerzutników - posiada dwa wyjścia : Q i Q, na których pojawiają się jednocześnie sygnały logicznie odwrócone.

Jest to przerzutnik asynchroniczny. Odpowiednie stany na wyjściach wytwarzane są w chwili pojawienia się wywołujących je stanów wejściowych.




Bistabilne przerzutniki synchroniczne posiadają wejścia informacyjne (A i B), które określają ich stan wyjściowy. Jednak stan wyjściowy pojawia się na wyjściach Q dopiero po podaniu na wejście zegarowe C sygnału synchronizacji - impulsu zegara.





Na ogół przerzutniki te posiadają także wejścia asynchroniczne R i S, (lub R i ), służące do wymuszenia odpowiednio „1” lub „0” na wyjściu Q (i stanów odwróconych na wyjściu). Przerzutnik D posiada jedno wejście informacyjne „D”, wejścia asynchroniczne R i S i standardowe wyjścia Q i Q. Stan wyjścia Q przyjmuje wartość logiczną wejścia D w momencie pojawienia się zbocza narastającego impulsu zegara.




• samoistnie, po czasie założonym przez konstruktora - przerzutnik monostabilny.

Najprostszy przerzutnik monostabilny można zbudować z bramek NAND:




Po podaniu na wejście impulsu (zera logicznego) układ zmienia stan wyjścia Q z „0” na „1”. Jednak po czasie proporcjonalnym do stałej RC w punkcie X obwodu ponownie pojawia się zero logiczne i układ powraca do stanu wyjściowego: Q=„0”.

Częściej jednak przerzutniki monostabilne realizuje się za pomocą specjalizowanych układów 74121 i 74123. Gdy ich wejście C znajdzie się w stanie logicznym „1” generują one na wyjściu Q impuls o czasie trwania proporcjonalnym do stałej czasowej RC.

Scalone pojemność i rezystancja pozwalają na generację impulsu o czasie trwania około 40 ns, jednak rezystancja może być zwiększana za pomocą zewnętrznych rezystorów z 2 kΩ do 40 kΩ, a pojemność można zwiększać dowolnie, przez dołączanie zewnętrznych kondensatorów. W rezultacie za pomocą tych układów można generować z dobrą powtarzalnością impulsy o czasie trwania do 40 s. W układzie scalonym 74123 zawarte są dwa przerzutniki monostabilne. Przerzutniki monostabilne stosuje się do odmierzania czasu, standaryzacji impulsów, pomiaru pojemności i rezystancji.

4.Prawa deMorgana.

a
b

Operacja sumy logicznej jest zdefiniowana następująco:

• jeżeli co najmniej jeden z argumentów jest równy 1, to wynik jest równy 1. Zatem suma logiczna jest równa 0 tylko dla przypadku, gdy wszystkie argumenty są równe 0.

Operacja iloczynu logicznego jest zdefiniowana następująco:

• wynik iloczynu jest równy 1, wtedy i tylko wtedy, gdy wszystkie argumenty przyjmują wartość 1.

Operacja negacji jest operacją jednoargumentową i jest zdefiniowana jako zmiana wartości argumentu, tj. jeśli argument ma wartość 1, to operacja ta daje w wyniku wartość 0, a jeśli argument ma wartość 0, to operacja ta daje w wyniku wartość 1.

5.Przerzutnik Schmitta: działanie, przeznaczenie.

Wzmacniacze operacyjne mogą być wykorzystywane do budowy układów przerzutnikowych. Przekształcenie wzmacniacza na przerzutnik bistabilny polega na wprowadzeniu pętli dodatniego sprzężenia zwrotnego.




Są wytwarzane w postaci monolitycznych (scalonych) komparatorów lub mogą być łatwo realizowane na wzmacniaczach operacyjnych. Poziomy progowe napięć można regulować poprzez zmianę stosunku dwóch rezystancji.

Przerzutnik Schmitta ma w obwodzie wejściowym dwa progi przełączania, przy których wyjście zmienia stan na przeciwny. Osiągnięcie przez napięcie wejściowe określonego progu zależy od kierunku zmiany tego napięcia. Dla napięcia narastającego obowiązuje próg górny, dla opadającego - dolny. Odległość między progami określa się mianem szerokości pętli histerezy.

Przerzutniki Schmitta wykorzystują histerezę w celu ochrony przed szumem, który w przeciwnym wypadku mógłby powodować ciągłe przełączanie między dwoma przeciwnymi stanami w sytuacji, gdy sygnał wejściowy oscyluje wokół poziomu progowego.

Bramka z przerzutnikiem Schmitta jest stosowana do przekształcania wolnozmiennych sygnałów wejściowych w sygnały wyjściowe z poziomami logicznymi i stosunkowo szybko narastającymi zboczami. Przerzutnik Schmitta jest umieszczony między wejściowym układem logicznym bramki a jej stopniem wyjściowym. Charakterystyka przejściowa takiej bramki odznacza się pętlą histerezy charakterystyczną dla przerzutnika Schmitta, co odzwierciedla symbol graficzny.

Y = AB

A B

U 1

Y

B

A

B

A

Y = A+B

B

Y

A

A

Y

A

Y

B

A

Y

B

A

F

B

A

F

B

---