Сандық микросхемалар сериясы
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қарағанды техникалық университеті
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Ақпараттық есептеуіш жүйелер кафедрасы
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
КУРСТЫҚ
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ЖҰМЫС
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Сұлбатехника пәні бойынша
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
[(]пәннің атауы[)]
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Тақырыбы: Дешифратордың жұмысын Multisim бағдарламасында модельдеу
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қабылдаған:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
______________ аға оқытушы: Сейпишева Э. К.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
(баға) (аты-жөні)
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
_____________________________ (қолы) (күні)
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Комиссия мүшелері: Орындаған:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
______________________ ИС-18-1 тоб ст. Унгарбаева З.А.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
(қолы, аты-жөні) (аты-жөні)
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
______________________ _______________
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
(қолы, аты-жөні) (қолы) (күні)
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Карағанды 2021
ҚАРАҒАНДЫ МЕМЛЕКЕТТІК ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Ақпараттық есептеуіш жүйелер кафедрасы
Бекітемін:
Каф.меңгерушісі _________Калинин А.А.
(қолы)
____ ____________________ 2021ж.
КУРСТЫҚ ЖҰМЫСҚА ТАПСЫРМА
" Сұлбатехника " пәні бойынша
ИС-18-1 тобының студенті Унгарбаева З.А.
Тақырыбы: Дешифратордың жұмысын Multisim бағдарламасында модельдеу
Бастапқы мәліметтер: Курстық жобаны орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар, Сұлбатехника.
Тапсырма берілген мерзімі ___ ___________________________ 2021 ж.
Жетекші Сейпишева Э. К. _____________ қолы
Студент Унгарбаева З.А. қолы
Мазмұны
Кіріспе
4
1 Жалпы бөлім
5
1.1 Схемалардағы негізгі белгілер
7
1.2 Сандық микросхемалар сериясы
7
1.3 Сандық микросхемалар корпусы
1.4 Екілік кодтау
1.5 Сандық құрылғылардың функциялары
7
8
9
2 Арнайы бөлім
11
2.1 Сандық электрониканың негізгі ұғымдары
11
2.2 Сандық құрылғыларды ұсыну деңгейлері
13
2.3 Сандық микросхемалардың кірістері мен шығулары
3 Жұмыс барысы
3.1 Multisim бағдарламасы
3.2 Multisim бағдарламасымен жұмыс
15
18
18
19
Қорытынды
21
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
22
Кіріспе
Схемотехника-ең заманауи ғылымдардың бірі. Әр түрлі қосымшалардағы Электронды схемаларды жобалау мәселелерімен айналысатын қолданбалы ғылым ретінде ол ХХ ғасырдың 60-жылдарында ғана пайда болды. Схемотехниканың негізгі міндеті-адам жасаған техникалық жүйелердегі күрделі мәселелерді шешуді қамтамасыз ететін жоғары сапалы электронды тізбектерді синтездеу. Электрондық тізбектерді құрудың элементтік негізі дискретті электронды компоненттер мен интегралды схемалар болып табылады.
Классикалық мағынада схемотехника жартылай өткізгіш құрылғыларды қолданатын ғылым болып саналады. Қазіргі заманғы схемотехника іс жүзінде барлық жартылай өткізгіш. Жартылай өткізгіш аспаптар, олардың сипаттамалары, өзара әрекеттесу, математикалық модельдер, қосылу ережелері, жұмыс шарттары - бұл қазіргі заманғы схемотехника қарастыратын сұрақтар ауқымы. Схемотехниканың даму шыңы-микросхемаларды зерттеу объектісі болып табылатын интегралды схемалар.
Заманауи Микроэлектрониканың негізі бола отырып, бизнестің жоғары технологиялық және жылдам дамып келе жатқан салаларының бірі, схемотехника талдайды көптеген теориялық және практикалық мәселелер, негізгі ережелер мен электрондық схемаларды жобалау әдістері. Схемотехника тұрғысынан жартылай өткізгіш құрылғылар қарапайым электр элементтері болып табылады априори белгілі сызықтық емес сипаттамалары және бүкіл букет өзіндік қасиеттері. Схемотехниканың өз заңдары жоқ, ол толығымен электрониканың жалпы заңдарына негізделген, бірақ іс жүзінде жартылай өткізгіштер мен интегралды схемалардағы схемалардың шексіз ауқымы білімнің бұл саласын таусылмайтын етеді, ал кейбір авторлар тіпті схемалық дизайн процесін өнер саласына жатқызады.
1 Жалпы бөлім
1.1 Схемалардағы негізгі белгілер
Электрондық құрылғылар мен олардың түйіндерін бейнелеу үшін
схемалардың үш негізгі түрі:
- принциптік схема;
- құрылымдық схема;
- функционалдық схема.
Олар мақсаттарында және ең бастысы құрылғылардың кескінін нақтылау дәрежесінде ерекшеленеді.
Схема -- ең егжей-тегжейлі. Ол құрылғыда пайдаланылған барлық элементтерді және олардың арасындағы барлық байланыстарды міндетті түрде көрсетеді олармен. Егер схема микросхемалар негізінде жасалса, онда осы микросхемалардың барлық кірістері мен шығуларының Шығыс нөмірлері көрсетілуі керек. Схема құрылғыны толығымен көбейтуге мүмкіндік беруі керек.
Структурная схема -- наименее подробная. Она предназначена для отображения общей структуры устройства, то есть его основных блоков, узлов, частей и главных связей между ними. Из структурной схемы должно быть понятно, зачем нужно данное устройство и что оно делает в основных режимах работы, как взаимодействуют его части. Обозначения структурной схемы могут быть довольно произвольными, хотя некоторые общепринятые правила все-таки лучше выполнять.
Функционалдық схема-бұл құрылымдық гибрид және принципті. Кейбір қарапайым блоктар, түйіндер, құрылғының бөліктері құрылымдық диаграммадағыдай, ал қалғандары көрсетіледі - схемадағы сияқты. Функционалды схема мүмкіндік береді құрылғының барлық логикасын, оның басқа ұқсастықтардан барлық айырмашылықтарын түсіну- бірақ бұл құрылғыны қосымша тәуелсіз жұмыс жасамай-ақ ойнауға мүмкіндік бермейді. Функционалдық схемаларда қолданылатын белгілерге келетін болсақ, құрылым ретінде көрсетілген бөлікте, олар стандартталмаған, бірақ схема ретінде көрсетілген бөлігінде стандартталған.
Техникалық құжаттамада міндетті түрде құрылымдық немесе функционалды схема, сондай-ақ міндетті түрде схема схемасы. Ғылыми мақалалар мен кітаптарда олар көбінесе құрылымдық немесе функционалды схемамен шектеледі, тек кейбір түйіндердің схемалық сызбаларын береді.
Оң сигнал - бұл белсенді деңгейі логикалық бірлік болатын сигнал. Яғни, нөл - бұл сигналдың болмауы, бірлік-сигнал келді.
Теріс сигнал (теріс полярлық сигнал) - бұл белсенді деңгейі логикалық нөл болатын сигнал. Яғни, бірлік -- бұл сигналдың болмауы, нөлдік сигнал келді.
Белсенді сигнал деңгейі-бұл кіріске сәйкес келетін деңгей сигнал, яғни осы сигналдың оған сәйкес келуі функциялары.
Пассивті сигнал деңгейі-бұл сигнал ешқандай функцияны орындамайтын деңгей.
Сигналды инверсиялау немесе инверсиялау -- бұл оның полярлығының өзгеруі.
Кері шығу-бұл кіріс сигналымен салыстырғанда кері полярлық сигнал беретін Шығыс.
Тікелей Шығыс-бұл бірдей полярлықтың сигналын беретін Шығыс,
кіріс сигналы қандай.
Сигналдың оң жағы - бұл сигналдың нөлден бірлікке ауысуы.
Сигналдың теріс фронты-бұл сигналдың бірліктен нөлге ауысуы.
Сигналдың алдыңғы жағы-сигналдың пассивті деңгейден ауысуы белсенді.
Сигналдың артқы жағы-сигналдың белсенді деңгейден ауысуы пассивті.
Сағат сигналы-элементтің немесе оның функциясының түйінінің орындалу уақытын анықтайтын басқару сигналы.
Шина-қандай да бір принцип бойынша біріктірілген сигналдар тобы, мысалы, шина барлық разрядтарға сәйкес келетін сигналдар деп аталады онда екілік код.
Диаграммалардағы сигналдың полярлығын көрсету үшін қарапайым ереже қолданылады: егер сигнал теріс болса, онда оның атауының алдына минус белгісі қойылады, мысалы, WR немесе OE немесе сигнал атауының үстіне сызық қойылады. Егер мұндай белгілер болмаса, онда сигнал оң деп саналады. Сигнал атаулары үшін әдетте латын әріптері қолданылады, ағылшын сөздерінің қысқартулары, мысалы, WR -- жазу сигналы.
Сигналдың инверсиясы кіру немесе шығу орнында шеңбермен көрсетіледі. Кері кірістер мен кері кірістер бар. Егер қандай да бір микросхема кіріс фронты бойынша функцияны орындаса сигнал, содан кейін кіру орнында қиғаш сызық қойылады 45° бұрышта, және оңға немесе солға еңкею бұл жағдайда оң немесе теріс фронттың қолданылуымен анықталады. Чиптің Шығу түрі арнайы белгішемен белгіленеді: шығу ЗС-сызылған ромбпен, ал ОК-нің шығуы-ерекше ромбпен. Стандартты шығыс (2С) ешқандай жолмен белгіленбейді. Соңында, егер чипте Ақпараттық емес тұжырымдарды көрсету қажет болса, яғни логикалық кіріс емес тұжырымдар, логикалық шығулар да жоқ, содан кейін мұндай тұжырым қиғаш крестпен белгіленеді немесе тамақтану қорытындылары. Схемаларда арнайы белгілер де қарастырылған шин. Құрылымдық және функционалдық схемаларда шиналар қалың сызықтармен немесе қос көрсеткілермен белгіленеді, бұл ретте шинаға кіретін сигналдардың саны шинаны қиып өтетін қиғаш сызықтың жанында көрсетіледі. Схемалық схемаларда шина да көрсетілген ал шинаға кіретін және шинадан шығатын сигналдар шинаға перпендикуляр жұқа сызықтар түрінде бейнеленеді олардың нөмірлері немесе атаулары. Екілік кодты автобус арқылы беру кезінде нөмірлеу кодтың кіші санатынан басталады.
1.2 Сандық микросхемалар сериясы
Қазіргі уақытта көптеген сандық чиптер шығарылады: қарапайым логикалық элементтерден күрделі процессорларға, микроконтроллерлерге және мамандандырылған ҮИС-ке дейін (үлкен интегралды схемалар). Цифрлық микросхемаларды өндірумен көптеген фирмалар айналысады -- біздің елімізде де, және шетелде. Сондықтан, тіпті осы чиптерді жіктеу өте қиын міндет.
Алайда, сандық схемотехникадағы негіз ретінде шағын және орта деңгейдегі классикалық чиптер жиынтығын қарастыру әдетке айналған бірнеше ондаған жылдар бойы бірқатар фирмалар шығарған, мысалы, американдық Texas Instruments (TI) фирмасы шығарған 74 сериялы TTL негізіндегі интеграциялар. Бұл серияларға мыналар кіреді функционалды түрде микросхемалардың толық жиынтығы, сіз әртүрлі сандық құрылғыларды жасай аласыз. Бағдарламаланатын логикасы бар заманауи күрделі микросхемаларды Компьютерлік жобалау кезінде де қарапайым модельдер қолданылады отбасының осы серияларының микросхемалары 74. Бұл жағдайда әзірлеуші сурет салады компьютер экранында оған таныс элементтік негіздегі схема, содан кейін бағдарлама қажетті функцияны орындайтын ПЛИС микробағдарламасын жасайды.
74 сериялы әр чиптің өзіндік белгісі бар, ал отандық серияларды белгілеу жүйесі айтарлықтай ерекшеленеді шетелде қабылданған.
Отандық белгілер жүйесінің басты артықшылығы микросхеманың белгілеуі бойынша оның функциясын оңай түсінуге болады. Бірақ Texas Instruments белгілеу жүйесінде оның ерекшеліктері бар серия түрі көрінеді.
Бір серияның екіншісінен айырмашылығы неде?
Көріністің бірінші деңгейінде (логикалық модель) сериялар еш айырмашылығы жоқ. Яғни, әртүрлі сериялардың бірдей чиптері жұмыс істейді сол шындық кестелеріне, сол алгоритмдерге сәйкес. Рас, мойындау керек, кейбір микросхемалар ғана бар сериялардың бірінде, ал кейбіреулері бірнеше серияда жоқ.
Серияның екінші деңгейінде (кідірістерді ескере отырып модель) олар сигналдың таралуының кідірісінде ерекшеленеді. Бұл айырмашылық бұл өте маңызды болуы мүмкін. Сондықтан, шамасы болатын схемаларда кідірістер өте маңызды, біз тезірек чиптерді қолдануымыз керек сериялар.
Ұсынудың үшінші деңгейінде (электр моделі) сериялар кіріс және шығыс токтары мен кернеулерінің шамаларында ерекшеленеді.
1.3 Сандық микросхемалар корпусы
Көптеген чиптердің корпусы бар, яғни тікбұрышты металл терминалдары бар контейнер.
Барлық корпустардың шығу нөмірлері шығарудан бастап есептеледі, кілтпен белгіленген, сағат тіліне қарсы бағытта. Кілт бір кесу болуы мүмкін микросхеманың бүйірлерінен бірінші шығыс нүктесі немесе бірінші шығыс қалыңдауы. Бірінші шығыс төменгі сол жақта болуы мүмкін немесе жоғарғы оң жақ бұрышта. Микросхемаларда әдетте сериялардың стандартты саны болады: 4, 8, 14, 16, 20, 24, 28, ... Стандартты сандық сериялардың чиптері үшін 14-тен бастап Шығулар саны бар корпустар қолданылады. Микросхеманың әр терминалының мақсаты қазір көптеген микросхемалар туралы анықтамалықтарда келтірілген. Рас, тікелей жарияланған каталогтарға назар аударған дұрыс өндіруші фирмалар. Бұл кітапта тұжырымдардың мақсаты берілмейді.
1.4 Екілік кодтау
Бір сандық сигнал тым Ақпараттық емес, өйткені ол тек екі мәнді қабылдай алады: нөл және бірлік. Сондықтан сол ақпараттың үлкен көлемін беру, өңдеу немесе сақтау қажет болған жағдайларда, әдетте, бірнеше параллель қолданылады сандық сигналдар. Бұл жағдайда барлық осы сигналдар қарастырылуы керек тек бір уақытта, олардың әрқайсысы бөлек мағынасы жоқ. Мұндай жағдайларда екілік кодтар, яғни құрылған кодтар туралы айтылады сандық сигналдар. Кодқа кіретін логикалық сигналдардың әрқайсысы разряд деп аталады. Неғұрлым көп разрядтар бұл кодқа енеді, соғұрлым көп мәндер осы кодты қабылдай алады.
Біз үшін әдеттегі сандарды ондық кодтаудан айырмашылығы, яғни, негізде екілік кодтау кезінде он негізі бар код код - екі Сан. Яғни, кодтың әр цифры екілік код он мәнді қабылдай алмайды, тек екеуі -- 0 және 1. Позициялық жүйе жазбалар бірдей болып қалады, яғни ең кіші Сан оң жақта жазылады, сол жақта-ең үлкені. Бірақ егер ондық жүйеде әрбір келесі санның салмағы алдыңғы санның салмағынан он есе көп болса, екілік жүйеде екі есе көп болады. Екілік кодтың әр разряды бит деп аталады.
Екілік сандарды жазуды жеңілдету үшін он алтылық жүйе ұсынылды. Бұл жағдайда барлық екілік сандар топтарға бөлінеді төрт санат, содан кейін әр топ бір таңбамен кодталған. Мұндай топтардың әрқайсысы жартылай байт деп аталады, ал екі топ байт деп аталады. Из табл. 1.4 4 биттік екілік сан қабылдай алатындығын көруге болады 16 түрлі мәндер. Сондықтан қажетті таңбалар саны он алтылық Код үшін кодтың атауы шыққан 16-ға тең. Алғашқы 10 таңба ретінде 0-ден 9-ға дейінгі сандар алынады, содан кейін латын алфавитінің 6 бастапқы бас әрпі қолданылады: А, В, С, D, E, F.
Бірақ цифрлық Жабдықтың әр маманы мұны білуі керек 16 және екілік жүйелермен, сондай-ақ жүйеден жүйеге ауысу үшін әдеттегі ондық керек. 16-ға қарағанда әлдеқайда аз, сегіздік кодтау қолданылады, ол 16-ға ұқсас принцип бойынша құрылады, бірақ екілік сандар үш топқа бөлінеді. Содан кейін әр топ бір таңбамен белгіленеді. 8-рикалық кодтың әр санаты сегіз мәнді қабылдай алады: 0, 1,2, 3, 4, 5, 6, 7. Қарастырылған кодтардан басқа, деп аталатындар да бар сандардың екілік-ондық көрінісі. 16 биттік код сияқты, екілік ондық кодта да кодтың әр цифры төрт екілік санға сәйкес келеді, бірақ төрт екілік саннан тұратын әр топ он алты емес, тек таңбалармен кодталған он мәнді алыңыз 0, 1,2, 3,4, 5, 6, 7, 8, 9. Яғни, бір ондық сан төрт екілік санға сәйкес келеді. Нәтиже-сандарды жазу екілік ондық кодта әдеттегі ондық кодта жазудан еш айырмашылығы жоқ, бірақ іс жүзінде бұл тек арнайы екілік код, оның әр цифры тек қабылдай алады екі мән: 0 және 1. Екілік ондық код кейде өте ыңғайлы ондық сандық индикаторлар мен тақталарды ұйымдастыру.
1.5 Сандық құрылғылардың функциялары
Ең қарапайымнан күрделіге дейінгі кез-келген сандық құрылғы әрқашан бірдей принцип бойынша жұмыс істейді. Ол кіріс сигналдарын қабылдайды, оларды өңдеуді, беруді, сақтауды жүзеге асырады және шығыс сигналдарын береді. Сонымен қатар, кіріс сигналдарының кез-келген өзгерісі міндетті түрде Шығыс сигналдарының дереу және бір мәнді өзгеруіне әкелмейді. Құрылғының реакциясы өте күрделі, уақытты кешіктіруі мүмкін, айқын емес, бірақ мәні өзгермейді.
Біздің құрылғының кіріс сигналдары келесідей болуы мүмкін басқа сандық құрылғылардың шығуынан, тумблерлер мен кілттерден сигналдар немесе физикалық шамалардың датчиктерінен. Және соңғы жағдайда, қалай әдетте, аналогты сигналдарды датчиктерден түрлендіру қажет ағынына сандық кодтарының көмегімен аналогты-сандық түрлендіргіш (АСТ). Мысалы, дербес компьютер жағдайында кіріс сигналдары-пернетақтадан, тінтуірдің қозғалу датчиктерінен, микрофоннан сигналдар, жергілікті желі кабелінен және т.б.
Сандық құрылғының шығыс сигналдары тағайындалуы мүмкін басқа сандық құрылғыларға беру үшін, көрсету үшін, сондай-ақ қалыптастыру үшін физикалық шамалар. Сонымен қатар, соңғы жағдайда код ағындарын сандық құрылғыдан сандық-аналогтық түрлендіргіштерді қолдана отырып және физикалық шамаларға үздіксіз сигналдарға түрлендіру қажет. Мысалы, жеке жағдайда компьютердің шығыс сигналдары: компьютердің принтерге беретін сигналдары; бейнемониторға өтетін сигналдар; компьютер динамиктерімен ойнатылатын дыбыс болады.
Бір сандық құрылғы бірнеше қарапайым сандық құрылғылардан тұруы мүмкін. Көбінесе бұл компоненттер блоктар, Модульдер, түйіндер, бөліктер деп аталады. Егер бірнеше күрделі Сандық құрылғылар біріктірілсе, онда олар Сандық жүйелер, кешендер, қондырғылар туралы айтады. Біз негізінен "құрылғы" терминін аралық позиция ретінде қолданамыз.
Кіріс және шығыс сигналдары арасындағы байланыс қатаң, өзгермейтін немесе икемді өзгеруі мүмкін. Яғни, сандық құрылғы қатаң, бір рет орнатылған алгоритмде немесе бағдарламаланатын алгоритмде жұмыс істей алады. Әдетте, бұл өте қарапайым принципті орындайды: кіріс және шығыс сигналдарының байланысын өзгерту мүмкіндігі неғұрлым көп болса, соғұрлым үлкен болады жұмыс алгоритмін, сандық құрылғыны өзгерту мүмкіндіктері баяу болады. Бұл жағдайда, әрине, туралы шекті қолжетімді жылдамдық.
Басқаша айтқанда, әрдайым қатаң жұмыс логикасы бар қарапайым құрылғылар күрделі жұмыс алгоритмі бар бағдарламаланатын, икемді құрылғылармен салыстырғанда жоғары жылдамдықта жасалуы мүмкін. Қатаң логика сонымен қатар қарапайым функцияларды орындау үшін жабдықтың аз мөлшерін қамтамасыз етеді. Бірақ бағдарламаланатын, ақылды құрылғылар жоғары икемділікті және қажет болған жағдайда күрделі шығындарды қамтамасыз етеді өңдеу. Қарапайым функцияларды орындау үшін олар жиі шығады избыточно күрделі. Сондықтан сандық құрылғылардың осы екі түрін таңдау нақты шешілетін мәселеге байланысты болады.
Тапсырмалардың едәуір санын таза аппараттық құрал ретінде шешуге болады бағдарламалық және аппараттық жолмен. Мұндай жағдайларда құрылғының қандай сипаттамаларын қарау керек маңызды: жұмыс жылдамдығы, құны, икемділігі, дизайнның қарапайымдылығы және т. б. -- және соған байланысты осы немесе басқа шешімді таңдаңыз немесе бағдарламалық жасақтама арасында функцияларды қайта бөлу және аппаратура.
2 Арнайы бөлім
2.1 Сандық электрониканың негізгі ұғымдары
Сигнал-бұл өзгеретін кез-келген физикалық шама уақыт өте келе. Дәл осы өзгерістің арқасында сигнал жүре алады өзіне қандай да бір ақпарат.
Электр сигналы-уақыт өте келе өзгеретін электр мәні. Барлық электроника ол негізінен электр сигналдарымен жұмыс істейді, дегенмен қазіргі уақытта жарықтың қарқындылығы өзгеретін жарық сигналдары көбірек қолданылады.
Аналогтық сигнал-бұл кез-келген сигнал қабылдай алатын сигнал
белгілі бір шектердегі мәндер. Тек аналогтық сигналдармен жұмыс істейтін құрылғылар аналогтық құрылғылар деп аталады. "Аналогтық" атауы сигналдың өзгеретінін білдіреді физикалық шамаға ұқсас, яғни үздіксіз.
Сандық сигнал-бұл тек екі мәнді қабылдай алатын және кейбір ауытқуларға жол беретін сигнал осы мәндерден. Мысалы, кернеу екі болуы мүмкін мәндер: 0-ден 0,5 В-қа дейін немесе 2,5-тен 5 В-қа дейін, тек сандық сигналдармен жұмыс істейтін құрылғылар, Сандық құрылғылар деп аталады.
Табиғатта барлық дерлік сигналдар аналогтық деп айтуға болады, яғни олар белгілі бір шектерде үнемі өзгеріп отырады. Дәл сондықтан алғашқы электронды құрылғылар Аналогты болды. Олар физикалық шамаларды пропорционалды кернеуге айналдырды немесе ток, олардың үстінде қандай да бір операциялар жасалды, содан кейін орындалды физикалық шамаларға кері түрлендіру. Мысалы, микрофон арқылы адамның дауысы электр тербелістеріне айналады, содан кейін бұл электр сигналдары электронды күшейткішпен күшейтіліп, динамик көмегімен қайтадан ауа тербелісіне -- күшті дыбысқа айналады.
Алайда, аналогтық сигналдар мен олармен жұмыс істейтін аналогтық электроникада аналогтық сигналдардың табиғатымен байланысты үлкен кемшіліктер бар. Аналогтық сигналдар сезімтал барлық паразиттік сигналдардың әрекеті-шу, шу, кедергі. Шу-кез-келген Электрондық құрылғының ішкі хаотикалық әлсіз сигналдары. Сілтемелер мен кедергілер-бұл электронды жүйеге сырттан келетін және пайдалы сигналды бұрмалайтын сигналдар.
Электрондық құрылғылардың сигналдардан жоғары барлық операцияларын шартты түрде үш үлкен топқа бөлуге болады:
- өңдеу;
- беру;
- сақтау.
Осы үш жағдайда да пайдалы сигналдар жалған -- шу, кедергі, кеңестер арқылы бұрмаланады. Сонымен қатар, сигналдарды өңдеу кезінде олардың пішіні де бұрмаланады -- электронды құрылғылардың жетілмегендігіне, жетілмегендігіне байланысты. Ал ұзақ қашықтыққа беру кезінде және сигналдарды сақтау кезінде сол әлсіреді.
Аналогтық сигналдар жағдайында мұның бәрі пайдалы сигналды едәуір нашарлатады, өйткені оның барлық мәндеріне рұқсат етіледі. Сондықтан әр түрлендіру, әр аралық сақтау, әр беру кабель немесе эфир арқылы аналогтық сигнал нашарлайды, кейде оған дейін толық жою. Сондай-ақ, барлық шу, кедергі және кеңестер екенін ескеру қажет түбегейлі нақты есептеуге болмайды, сондықтан нақты сипаттау кез-келген аналогтық құрылғылардың әрекеті мүлдем мүмкін емес. Сол уақыт өте келе барлық аналогтық құрылғылардың параметрлері өзгереді қартаю элементтері, сондықтан бұл құрылғылардың сипаттамалары сақталмайды тұрақты.
Аналогтық айырмашылығы, тек екі бар сандық сигналдар рұқсат етілген мәндер шу, шу және кедергілерден қорғалған әлдеқайда жақсы. Рұқсат етілген мәндерден шамалы ауытқулар олар сандық сигналды бұрмаламайды, өйткені әрқашан рұқсат етілген ауытқу аймақтары болады. Сондықтан сандық сигналдар әлдеқайда күрделі және көп сатылы өңдеуге мүмкіндік береді ұзақ уақыт жоғалтпай сақтау және әлдеқайда сапалы беру, аналогқа қарағанда. Сонымен қатар, сандық құрылғылардың әрекеті әрқашан мүмкін дәл есептеу және болжау. Сандық құрылғылар әлдеқайда қартаюға аз сезімтал, өйткені олардың шамалы өзгеруі параметке айналады- шұңқыр олардың жұмысына әсер етпейді. Сонымен қатар, сандық құрылғыларды жобалау және күйін келтіру оңайырақ. Мұның бәрі түсінікті артықшылықтары сандық электрониканың қарқынды дамуын қамтамасыз етеді.
Алайда, сандық сигналдардың үлкен кемшілігі бар. Іс оның рұқсат етілген деңгейлерінің әрқайсысында сандық сигнал бар ол ең аз уақыт аралығында қалуы керек, әйтпесе оны тану мүмкін болмайды. Ал аналогтық сигнал өзінің кез-келген мәнін ... жалғасы
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қарағанды техникалық университеті
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Ақпараттық есептеуіш жүйелер кафедрасы
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
КУРСТЫҚ
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ЖҰМЫС
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Сұлбатехника пәні бойынша
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
[(]пәннің атауы[)]
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Тақырыбы: Дешифратордың жұмысын Multisim бағдарламасында модельдеу
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қабылдаған:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
______________ аға оқытушы: Сейпишева Э. К.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
(баға) (аты-жөні)
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
_____________________________ (қолы) (күні)
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Комиссия мүшелері: Орындаған:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
______________________ ИС-18-1 тоб ст. Унгарбаева З.А.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
(қолы, аты-жөні) (аты-жөні)
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
______________________ _______________
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
(қолы, аты-жөні) (қолы) (күні)
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Карағанды 2021
ҚАРАҒАНДЫ МЕМЛЕКЕТТІК ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Ақпараттық есептеуіш жүйелер кафедрасы
Бекітемін:
Каф.меңгерушісі _________Калинин А.А.
(қолы)
____ ____________________ 2021ж.
КУРСТЫҚ ЖҰМЫСҚА ТАПСЫРМА
" Сұлбатехника " пәні бойынша
ИС-18-1 тобының студенті Унгарбаева З.А.
Тақырыбы: Дешифратордың жұмысын Multisim бағдарламасында модельдеу
Бастапқы мәліметтер: Курстық жобаны орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар, Сұлбатехника.
Тапсырма берілген мерзімі ___ ___________________________ 2021 ж.
Жетекші Сейпишева Э. К. _____________ қолы
Студент Унгарбаева З.А. қолы
Мазмұны
Кіріспе
4
1 Жалпы бөлім
5
1.1 Схемалардағы негізгі белгілер
7
1.2 Сандық микросхемалар сериясы
7
1.3 Сандық микросхемалар корпусы
1.4 Екілік кодтау
1.5 Сандық құрылғылардың функциялары
7
8
9
2 Арнайы бөлім
11
2.1 Сандық электрониканың негізгі ұғымдары
11
2.2 Сандық құрылғыларды ұсыну деңгейлері
13
2.3 Сандық микросхемалардың кірістері мен шығулары
3 Жұмыс барысы
3.1 Multisim бағдарламасы
3.2 Multisim бағдарламасымен жұмыс
15
18
18
19
Қорытынды
21
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
22
Кіріспе
Схемотехника-ең заманауи ғылымдардың бірі. Әр түрлі қосымшалардағы Электронды схемаларды жобалау мәселелерімен айналысатын қолданбалы ғылым ретінде ол ХХ ғасырдың 60-жылдарында ғана пайда болды. Схемотехниканың негізгі міндеті-адам жасаған техникалық жүйелердегі күрделі мәселелерді шешуді қамтамасыз ететін жоғары сапалы электронды тізбектерді синтездеу. Электрондық тізбектерді құрудың элементтік негізі дискретті электронды компоненттер мен интегралды схемалар болып табылады.
Классикалық мағынада схемотехника жартылай өткізгіш құрылғыларды қолданатын ғылым болып саналады. Қазіргі заманғы схемотехника іс жүзінде барлық жартылай өткізгіш. Жартылай өткізгіш аспаптар, олардың сипаттамалары, өзара әрекеттесу, математикалық модельдер, қосылу ережелері, жұмыс шарттары - бұл қазіргі заманғы схемотехника қарастыратын сұрақтар ауқымы. Схемотехниканың даму шыңы-микросхемаларды зерттеу объектісі болып табылатын интегралды схемалар.
Заманауи Микроэлектрониканың негізі бола отырып, бизнестің жоғары технологиялық және жылдам дамып келе жатқан салаларының бірі, схемотехника талдайды көптеген теориялық және практикалық мәселелер, негізгі ережелер мен электрондық схемаларды жобалау әдістері. Схемотехника тұрғысынан жартылай өткізгіш құрылғылар қарапайым электр элементтері болып табылады априори белгілі сызықтық емес сипаттамалары және бүкіл букет өзіндік қасиеттері. Схемотехниканың өз заңдары жоқ, ол толығымен электрониканың жалпы заңдарына негізделген, бірақ іс жүзінде жартылай өткізгіштер мен интегралды схемалардағы схемалардың шексіз ауқымы білімнің бұл саласын таусылмайтын етеді, ал кейбір авторлар тіпті схемалық дизайн процесін өнер саласына жатқызады.
1 Жалпы бөлім
1.1 Схемалардағы негізгі белгілер
Электрондық құрылғылар мен олардың түйіндерін бейнелеу үшін
схемалардың үш негізгі түрі:
- принциптік схема;
- құрылымдық схема;
- функционалдық схема.
Олар мақсаттарында және ең бастысы құрылғылардың кескінін нақтылау дәрежесінде ерекшеленеді.
Схема -- ең егжей-тегжейлі. Ол құрылғыда пайдаланылған барлық элементтерді және олардың арасындағы барлық байланыстарды міндетті түрде көрсетеді олармен. Егер схема микросхемалар негізінде жасалса, онда осы микросхемалардың барлық кірістері мен шығуларының Шығыс нөмірлері көрсетілуі керек. Схема құрылғыны толығымен көбейтуге мүмкіндік беруі керек.
Структурная схема -- наименее подробная. Она предназначена для отображения общей структуры устройства, то есть его основных блоков, узлов, частей и главных связей между ними. Из структурной схемы должно быть понятно, зачем нужно данное устройство и что оно делает в основных режимах работы, как взаимодействуют его части. Обозначения структурной схемы могут быть довольно произвольными, хотя некоторые общепринятые правила все-таки лучше выполнять.
Функционалдық схема-бұл құрылымдық гибрид және принципті. Кейбір қарапайым блоктар, түйіндер, құрылғының бөліктері құрылымдық диаграммадағыдай, ал қалғандары көрсетіледі - схемадағы сияқты. Функционалды схема мүмкіндік береді құрылғының барлық логикасын, оның басқа ұқсастықтардан барлық айырмашылықтарын түсіну- бірақ бұл құрылғыны қосымша тәуелсіз жұмыс жасамай-ақ ойнауға мүмкіндік бермейді. Функционалдық схемаларда қолданылатын белгілерге келетін болсақ, құрылым ретінде көрсетілген бөлікте, олар стандартталмаған, бірақ схема ретінде көрсетілген бөлігінде стандартталған.
Техникалық құжаттамада міндетті түрде құрылымдық немесе функционалды схема, сондай-ақ міндетті түрде схема схемасы. Ғылыми мақалалар мен кітаптарда олар көбінесе құрылымдық немесе функционалды схемамен шектеледі, тек кейбір түйіндердің схемалық сызбаларын береді.
Оң сигнал - бұл белсенді деңгейі логикалық бірлік болатын сигнал. Яғни, нөл - бұл сигналдың болмауы, бірлік-сигнал келді.
Теріс сигнал (теріс полярлық сигнал) - бұл белсенді деңгейі логикалық нөл болатын сигнал. Яғни, бірлік -- бұл сигналдың болмауы, нөлдік сигнал келді.
Белсенді сигнал деңгейі-бұл кіріске сәйкес келетін деңгей сигнал, яғни осы сигналдың оған сәйкес келуі функциялары.
Пассивті сигнал деңгейі-бұл сигнал ешқандай функцияны орындамайтын деңгей.
Сигналды инверсиялау немесе инверсиялау -- бұл оның полярлығының өзгеруі.
Кері шығу-бұл кіріс сигналымен салыстырғанда кері полярлық сигнал беретін Шығыс.
Тікелей Шығыс-бұл бірдей полярлықтың сигналын беретін Шығыс,
кіріс сигналы қандай.
Сигналдың оң жағы - бұл сигналдың нөлден бірлікке ауысуы.
Сигналдың теріс фронты-бұл сигналдың бірліктен нөлге ауысуы.
Сигналдың алдыңғы жағы-сигналдың пассивті деңгейден ауысуы белсенді.
Сигналдың артқы жағы-сигналдың белсенді деңгейден ауысуы пассивті.
Сағат сигналы-элементтің немесе оның функциясының түйінінің орындалу уақытын анықтайтын басқару сигналы.
Шина-қандай да бір принцип бойынша біріктірілген сигналдар тобы, мысалы, шина барлық разрядтарға сәйкес келетін сигналдар деп аталады онда екілік код.
Диаграммалардағы сигналдың полярлығын көрсету үшін қарапайым ереже қолданылады: егер сигнал теріс болса, онда оның атауының алдына минус белгісі қойылады, мысалы, WR немесе OE немесе сигнал атауының үстіне сызық қойылады. Егер мұндай белгілер болмаса, онда сигнал оң деп саналады. Сигнал атаулары үшін әдетте латын әріптері қолданылады, ағылшын сөздерінің қысқартулары, мысалы, WR -- жазу сигналы.
Сигналдың инверсиясы кіру немесе шығу орнында шеңбермен көрсетіледі. Кері кірістер мен кері кірістер бар. Егер қандай да бір микросхема кіріс фронты бойынша функцияны орындаса сигнал, содан кейін кіру орнында қиғаш сызық қойылады 45° бұрышта, және оңға немесе солға еңкею бұл жағдайда оң немесе теріс фронттың қолданылуымен анықталады. Чиптің Шығу түрі арнайы белгішемен белгіленеді: шығу ЗС-сызылған ромбпен, ал ОК-нің шығуы-ерекше ромбпен. Стандартты шығыс (2С) ешқандай жолмен белгіленбейді. Соңында, егер чипте Ақпараттық емес тұжырымдарды көрсету қажет болса, яғни логикалық кіріс емес тұжырымдар, логикалық шығулар да жоқ, содан кейін мұндай тұжырым қиғаш крестпен белгіленеді немесе тамақтану қорытындылары. Схемаларда арнайы белгілер де қарастырылған шин. Құрылымдық және функционалдық схемаларда шиналар қалың сызықтармен немесе қос көрсеткілермен белгіленеді, бұл ретте шинаға кіретін сигналдардың саны шинаны қиып өтетін қиғаш сызықтың жанында көрсетіледі. Схемалық схемаларда шина да көрсетілген ал шинаға кіретін және шинадан шығатын сигналдар шинаға перпендикуляр жұқа сызықтар түрінде бейнеленеді олардың нөмірлері немесе атаулары. Екілік кодты автобус арқылы беру кезінде нөмірлеу кодтың кіші санатынан басталады.
1.2 Сандық микросхемалар сериясы
Қазіргі уақытта көптеген сандық чиптер шығарылады: қарапайым логикалық элементтерден күрделі процессорларға, микроконтроллерлерге және мамандандырылған ҮИС-ке дейін (үлкен интегралды схемалар). Цифрлық микросхемаларды өндірумен көптеген фирмалар айналысады -- біздің елімізде де, және шетелде. Сондықтан, тіпті осы чиптерді жіктеу өте қиын міндет.
Алайда, сандық схемотехникадағы негіз ретінде шағын және орта деңгейдегі классикалық чиптер жиынтығын қарастыру әдетке айналған бірнеше ондаған жылдар бойы бірқатар фирмалар шығарған, мысалы, американдық Texas Instruments (TI) фирмасы шығарған 74 сериялы TTL негізіндегі интеграциялар. Бұл серияларға мыналар кіреді функционалды түрде микросхемалардың толық жиынтығы, сіз әртүрлі сандық құрылғыларды жасай аласыз. Бағдарламаланатын логикасы бар заманауи күрделі микросхемаларды Компьютерлік жобалау кезінде де қарапайым модельдер қолданылады отбасының осы серияларының микросхемалары 74. Бұл жағдайда әзірлеуші сурет салады компьютер экранында оған таныс элементтік негіздегі схема, содан кейін бағдарлама қажетті функцияны орындайтын ПЛИС микробағдарламасын жасайды.
74 сериялы әр чиптің өзіндік белгісі бар, ал отандық серияларды белгілеу жүйесі айтарлықтай ерекшеленеді шетелде қабылданған.
Отандық белгілер жүйесінің басты артықшылығы микросхеманың белгілеуі бойынша оның функциясын оңай түсінуге болады. Бірақ Texas Instruments белгілеу жүйесінде оның ерекшеліктері бар серия түрі көрінеді.
Бір серияның екіншісінен айырмашылығы неде?
Көріністің бірінші деңгейінде (логикалық модель) сериялар еш айырмашылығы жоқ. Яғни, әртүрлі сериялардың бірдей чиптері жұмыс істейді сол шындық кестелеріне, сол алгоритмдерге сәйкес. Рас, мойындау керек, кейбір микросхемалар ғана бар сериялардың бірінде, ал кейбіреулері бірнеше серияда жоқ.
Серияның екінші деңгейінде (кідірістерді ескере отырып модель) олар сигналдың таралуының кідірісінде ерекшеленеді. Бұл айырмашылық бұл өте маңызды болуы мүмкін. Сондықтан, шамасы болатын схемаларда кідірістер өте маңызды, біз тезірек чиптерді қолдануымыз керек сериялар.
Ұсынудың үшінші деңгейінде (электр моделі) сериялар кіріс және шығыс токтары мен кернеулерінің шамаларында ерекшеленеді.
1.3 Сандық микросхемалар корпусы
Көптеген чиптердің корпусы бар, яғни тікбұрышты металл терминалдары бар контейнер.
Барлық корпустардың шығу нөмірлері шығарудан бастап есептеледі, кілтпен белгіленген, сағат тіліне қарсы бағытта. Кілт бір кесу болуы мүмкін микросхеманың бүйірлерінен бірінші шығыс нүктесі немесе бірінші шығыс қалыңдауы. Бірінші шығыс төменгі сол жақта болуы мүмкін немесе жоғарғы оң жақ бұрышта. Микросхемаларда әдетте сериялардың стандартты саны болады: 4, 8, 14, 16, 20, 24, 28, ... Стандартты сандық сериялардың чиптері үшін 14-тен бастап Шығулар саны бар корпустар қолданылады. Микросхеманың әр терминалының мақсаты қазір көптеген микросхемалар туралы анықтамалықтарда келтірілген. Рас, тікелей жарияланған каталогтарға назар аударған дұрыс өндіруші фирмалар. Бұл кітапта тұжырымдардың мақсаты берілмейді.
1.4 Екілік кодтау
Бір сандық сигнал тым Ақпараттық емес, өйткені ол тек екі мәнді қабылдай алады: нөл және бірлік. Сондықтан сол ақпараттың үлкен көлемін беру, өңдеу немесе сақтау қажет болған жағдайларда, әдетте, бірнеше параллель қолданылады сандық сигналдар. Бұл жағдайда барлық осы сигналдар қарастырылуы керек тек бір уақытта, олардың әрқайсысы бөлек мағынасы жоқ. Мұндай жағдайларда екілік кодтар, яғни құрылған кодтар туралы айтылады сандық сигналдар. Кодқа кіретін логикалық сигналдардың әрқайсысы разряд деп аталады. Неғұрлым көп разрядтар бұл кодқа енеді, соғұрлым көп мәндер осы кодты қабылдай алады.
Біз үшін әдеттегі сандарды ондық кодтаудан айырмашылығы, яғни, негізде екілік кодтау кезінде он негізі бар код код - екі Сан. Яғни, кодтың әр цифры екілік код он мәнді қабылдай алмайды, тек екеуі -- 0 және 1. Позициялық жүйе жазбалар бірдей болып қалады, яғни ең кіші Сан оң жақта жазылады, сол жақта-ең үлкені. Бірақ егер ондық жүйеде әрбір келесі санның салмағы алдыңғы санның салмағынан он есе көп болса, екілік жүйеде екі есе көп болады. Екілік кодтың әр разряды бит деп аталады.
Екілік сандарды жазуды жеңілдету үшін он алтылық жүйе ұсынылды. Бұл жағдайда барлық екілік сандар топтарға бөлінеді төрт санат, содан кейін әр топ бір таңбамен кодталған. Мұндай топтардың әрқайсысы жартылай байт деп аталады, ал екі топ байт деп аталады. Из табл. 1.4 4 биттік екілік сан қабылдай алатындығын көруге болады 16 түрлі мәндер. Сондықтан қажетті таңбалар саны он алтылық Код үшін кодтың атауы шыққан 16-ға тең. Алғашқы 10 таңба ретінде 0-ден 9-ға дейінгі сандар алынады, содан кейін латын алфавитінің 6 бастапқы бас әрпі қолданылады: А, В, С, D, E, F.
Бірақ цифрлық Жабдықтың әр маманы мұны білуі керек 16 және екілік жүйелермен, сондай-ақ жүйеден жүйеге ауысу үшін әдеттегі ондық керек. 16-ға қарағанда әлдеқайда аз, сегіздік кодтау қолданылады, ол 16-ға ұқсас принцип бойынша құрылады, бірақ екілік сандар үш топқа бөлінеді. Содан кейін әр топ бір таңбамен белгіленеді. 8-рикалық кодтың әр санаты сегіз мәнді қабылдай алады: 0, 1,2, 3, 4, 5, 6, 7. Қарастырылған кодтардан басқа, деп аталатындар да бар сандардың екілік-ондық көрінісі. 16 биттік код сияқты, екілік ондық кодта да кодтың әр цифры төрт екілік санға сәйкес келеді, бірақ төрт екілік саннан тұратын әр топ он алты емес, тек таңбалармен кодталған он мәнді алыңыз 0, 1,2, 3,4, 5, 6, 7, 8, 9. Яғни, бір ондық сан төрт екілік санға сәйкес келеді. Нәтиже-сандарды жазу екілік ондық кодта әдеттегі ондық кодта жазудан еш айырмашылығы жоқ, бірақ іс жүзінде бұл тек арнайы екілік код, оның әр цифры тек қабылдай алады екі мән: 0 және 1. Екілік ондық код кейде өте ыңғайлы ондық сандық индикаторлар мен тақталарды ұйымдастыру.
1.5 Сандық құрылғылардың функциялары
Ең қарапайымнан күрделіге дейінгі кез-келген сандық құрылғы әрқашан бірдей принцип бойынша жұмыс істейді. Ол кіріс сигналдарын қабылдайды, оларды өңдеуді, беруді, сақтауды жүзеге асырады және шығыс сигналдарын береді. Сонымен қатар, кіріс сигналдарының кез-келген өзгерісі міндетті түрде Шығыс сигналдарының дереу және бір мәнді өзгеруіне әкелмейді. Құрылғының реакциясы өте күрделі, уақытты кешіктіруі мүмкін, айқын емес, бірақ мәні өзгермейді.
Біздің құрылғының кіріс сигналдары келесідей болуы мүмкін басқа сандық құрылғылардың шығуынан, тумблерлер мен кілттерден сигналдар немесе физикалық шамалардың датчиктерінен. Және соңғы жағдайда, қалай әдетте, аналогты сигналдарды датчиктерден түрлендіру қажет ағынына сандық кодтарының көмегімен аналогты-сандық түрлендіргіш (АСТ). Мысалы, дербес компьютер жағдайында кіріс сигналдары-пернетақтадан, тінтуірдің қозғалу датчиктерінен, микрофоннан сигналдар, жергілікті желі кабелінен және т.б.
Сандық құрылғының шығыс сигналдары тағайындалуы мүмкін басқа сандық құрылғыларға беру үшін, көрсету үшін, сондай-ақ қалыптастыру үшін физикалық шамалар. Сонымен қатар, соңғы жағдайда код ағындарын сандық құрылғыдан сандық-аналогтық түрлендіргіштерді қолдана отырып және физикалық шамаларға үздіксіз сигналдарға түрлендіру қажет. Мысалы, жеке жағдайда компьютердің шығыс сигналдары: компьютердің принтерге беретін сигналдары; бейнемониторға өтетін сигналдар; компьютер динамиктерімен ойнатылатын дыбыс болады.
Бір сандық құрылғы бірнеше қарапайым сандық құрылғылардан тұруы мүмкін. Көбінесе бұл компоненттер блоктар, Модульдер, түйіндер, бөліктер деп аталады. Егер бірнеше күрделі Сандық құрылғылар біріктірілсе, онда олар Сандық жүйелер, кешендер, қондырғылар туралы айтады. Біз негізінен "құрылғы" терминін аралық позиция ретінде қолданамыз.
Кіріс және шығыс сигналдары арасындағы байланыс қатаң, өзгермейтін немесе икемді өзгеруі мүмкін. Яғни, сандық құрылғы қатаң, бір рет орнатылған алгоритмде немесе бағдарламаланатын алгоритмде жұмыс істей алады. Әдетте, бұл өте қарапайым принципті орындайды: кіріс және шығыс сигналдарының байланысын өзгерту мүмкіндігі неғұрлым көп болса, соғұрлым үлкен болады жұмыс алгоритмін, сандық құрылғыны өзгерту мүмкіндіктері баяу болады. Бұл жағдайда, әрине, туралы шекті қолжетімді жылдамдық.
Басқаша айтқанда, әрдайым қатаң жұмыс логикасы бар қарапайым құрылғылар күрделі жұмыс алгоритмі бар бағдарламаланатын, икемді құрылғылармен салыстырғанда жоғары жылдамдықта жасалуы мүмкін. Қатаң логика сонымен қатар қарапайым функцияларды орындау үшін жабдықтың аз мөлшерін қамтамасыз етеді. Бірақ бағдарламаланатын, ақылды құрылғылар жоғары икемділікті және қажет болған жағдайда күрделі шығындарды қамтамасыз етеді өңдеу. Қарапайым функцияларды орындау үшін олар жиі шығады избыточно күрделі. Сондықтан сандық құрылғылардың осы екі түрін таңдау нақты шешілетін мәселеге байланысты болады.
Тапсырмалардың едәуір санын таза аппараттық құрал ретінде шешуге болады бағдарламалық және аппараттық жолмен. Мұндай жағдайларда құрылғының қандай сипаттамаларын қарау керек маңызды: жұмыс жылдамдығы, құны, икемділігі, дизайнның қарапайымдылығы және т. б. -- және соған байланысты осы немесе басқа шешімді таңдаңыз немесе бағдарламалық жасақтама арасында функцияларды қайта бөлу және аппаратура.
2 Арнайы бөлім
2.1 Сандық электрониканың негізгі ұғымдары
Сигнал-бұл өзгеретін кез-келген физикалық шама уақыт өте келе. Дәл осы өзгерістің арқасында сигнал жүре алады өзіне қандай да бір ақпарат.
Электр сигналы-уақыт өте келе өзгеретін электр мәні. Барлық электроника ол негізінен электр сигналдарымен жұмыс істейді, дегенмен қазіргі уақытта жарықтың қарқындылығы өзгеретін жарық сигналдары көбірек қолданылады.
Аналогтық сигнал-бұл кез-келген сигнал қабылдай алатын сигнал
белгілі бір шектердегі мәндер. Тек аналогтық сигналдармен жұмыс істейтін құрылғылар аналогтық құрылғылар деп аталады. "Аналогтық" атауы сигналдың өзгеретінін білдіреді физикалық шамаға ұқсас, яғни үздіксіз.
Сандық сигнал-бұл тек екі мәнді қабылдай алатын және кейбір ауытқуларға жол беретін сигнал осы мәндерден. Мысалы, кернеу екі болуы мүмкін мәндер: 0-ден 0,5 В-қа дейін немесе 2,5-тен 5 В-қа дейін, тек сандық сигналдармен жұмыс істейтін құрылғылар, Сандық құрылғылар деп аталады.
Табиғатта барлық дерлік сигналдар аналогтық деп айтуға болады, яғни олар белгілі бір шектерде үнемі өзгеріп отырады. Дәл сондықтан алғашқы электронды құрылғылар Аналогты болды. Олар физикалық шамаларды пропорционалды кернеуге айналдырды немесе ток, олардың үстінде қандай да бір операциялар жасалды, содан кейін орындалды физикалық шамаларға кері түрлендіру. Мысалы, микрофон арқылы адамның дауысы электр тербелістеріне айналады, содан кейін бұл электр сигналдары электронды күшейткішпен күшейтіліп, динамик көмегімен қайтадан ауа тербелісіне -- күшті дыбысқа айналады.
Алайда, аналогтық сигналдар мен олармен жұмыс істейтін аналогтық электроникада аналогтық сигналдардың табиғатымен байланысты үлкен кемшіліктер бар. Аналогтық сигналдар сезімтал барлық паразиттік сигналдардың әрекеті-шу, шу, кедергі. Шу-кез-келген Электрондық құрылғының ішкі хаотикалық әлсіз сигналдары. Сілтемелер мен кедергілер-бұл электронды жүйеге сырттан келетін және пайдалы сигналды бұрмалайтын сигналдар.
Электрондық құрылғылардың сигналдардан жоғары барлық операцияларын шартты түрде үш үлкен топқа бөлуге болады:
- өңдеу;
- беру;
- сақтау.
Осы үш жағдайда да пайдалы сигналдар жалған -- шу, кедергі, кеңестер арқылы бұрмаланады. Сонымен қатар, сигналдарды өңдеу кезінде олардың пішіні де бұрмаланады -- электронды құрылғылардың жетілмегендігіне, жетілмегендігіне байланысты. Ал ұзақ қашықтыққа беру кезінде және сигналдарды сақтау кезінде сол әлсіреді.
Аналогтық сигналдар жағдайында мұның бәрі пайдалы сигналды едәуір нашарлатады, өйткені оның барлық мәндеріне рұқсат етіледі. Сондықтан әр түрлендіру, әр аралық сақтау, әр беру кабель немесе эфир арқылы аналогтық сигнал нашарлайды, кейде оған дейін толық жою. Сондай-ақ, барлық шу, кедергі және кеңестер екенін ескеру қажет түбегейлі нақты есептеуге болмайды, сондықтан нақты сипаттау кез-келген аналогтық құрылғылардың әрекеті мүлдем мүмкін емес. Сол уақыт өте келе барлық аналогтық құрылғылардың параметрлері өзгереді қартаю элементтері, сондықтан бұл құрылғылардың сипаттамалары сақталмайды тұрақты.
Аналогтық айырмашылығы, тек екі бар сандық сигналдар рұқсат етілген мәндер шу, шу және кедергілерден қорғалған әлдеқайда жақсы. Рұқсат етілген мәндерден шамалы ауытқулар олар сандық сигналды бұрмаламайды, өйткені әрқашан рұқсат етілген ауытқу аймақтары болады. Сондықтан сандық сигналдар әлдеқайда күрделі және көп сатылы өңдеуге мүмкіндік береді ұзақ уақыт жоғалтпай сақтау және әлдеқайда сапалы беру, аналогқа қарағанда. Сонымен қатар, сандық құрылғылардың әрекеті әрқашан мүмкін дәл есептеу және болжау. Сандық құрылғылар әлдеқайда қартаюға аз сезімтал, өйткені олардың шамалы өзгеруі параметке айналады- шұңқыр олардың жұмысына әсер етпейді. Сонымен қатар, сандық құрылғыларды жобалау және күйін келтіру оңайырақ. Мұның бәрі түсінікті артықшылықтары сандық электрониканың қарқынды дамуын қамтамасыз етеді.
Алайда, сандық сигналдардың үлкен кемшілігі бар. Іс оның рұқсат етілген деңгейлерінің әрқайсысында сандық сигнал бар ол ең аз уақыт аралығында қалуы керек, әйтпесе оны тану мүмкін болмайды. Ал аналогтық сигнал өзінің кез-келген мәнін ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz