8482348982

4. Układy logiczne wykorzystywane w technice mikroprocesorowej

4.1.    Bramki o wyjściach z otwartym kolektorem

Niekiedy występuje problem logicznego połączenia wyjść dużej liczby bramek. Przy np. dwudziestu wyjściach byłaby potrzebna do tego bramka o dwudziestu wejściach, do których musiałoby prowadzić dwadzieścia oddzielnych przewodów. Kłopotu tego można uniknąć, stosując bramkę z otwartym kolektorem. Jej stopień wyjściowy stanowi tranzystor npn którego emiter jest połączony z masą. Takie wyjścia można w odróżnieniu od stosowanych zazwyczaj przeciwsobnych stopni wyjściowych - bez obaw łączyć równolegle i zaopatrzyć we wspólny rezystor kolektorowy (rysunek 4.1).Potencjał wyjścia przyjmuje stan „H” tylko wówczas, gdy wszystkie wyjścia są w stanie „H”. W logice dodatniej otrzymamy więc funkcję AND. Jednakże wiadomo, że wyjście przechodzi w stan „L” wówczas, gdy jedno lub więcej wyjść ma stan „L”. W logice ujemnej otrzymamy więc funkcję OR. Ponieważ funkcja logiczna została zrealizowana przez zewnętrzne połączenia galwaniczne, mówimy wówczas o iloczynie galwanicznym lub sumie galwanicznej. Ponieważ wyjścia bramek mają małą rezystancję tylko w stanie „L”, można je nazwać również wyjściami z aktywnym stanem niskim. Symbol bramki z otwartym kolektorem przedstawia rysunek

4.2.    za pomocą wyjść z otwartym kolektorem możemy też zrealizować funkcję OR, stosując iloczyn galwaniczny dla zmiennych zanegowanych. Zgodnie z prawem de Morgana mamy:

y,+y2+-+y,=y,*yi*-*y.

Rysunek 4.1. Łączenie wyjść bramek z otwartym kolektorem

X2 -

Rysunek 4.2. Symbol bramki z otwartym kolektorem

Wadą układów z otwartym kolektorem jest wolniejsze narastanie napięcia wyjściowego niż w przypadku elementów z wyjściem przeciwsobnym, ponieważ przełączane pojemności mogą się naładować tylko przez rezystancję Rc.

4.2. Bramki o wyjściach trójstanowych

Istnieje jeszcze jeden ważny przykład zastosowania, w którym równoległe połączenie wyjść bramek prowadzi do uproszczenia układu: jest to przypadek, gdy jedna z wielu bramek ma decydować o stanie linii sygnałowej w tzw. Magistrali. Zadanie to można rozwiązać przy użyciu bramek z otwartym kolektorem ustawiając w wysoko-impedancyjny stan „H” wszystkie wyjścia z wyjątkiem jednego. Zasadniczej wady tego rozwiązania, małej szybkości narastania napięcia