Базовые элементы цифровой электроники

1. Учебный курс

Введение в цифровую
электронику
Лекция 2
Базовые элементы цифровой
электроники
кандидат технических наук, доцент
Новиков Юрий Витальевич

2. Типы цифровых устройств

Устройства с жёсткой логикой работы (выходные сигналы
в каждый момент жёстко определяются входными
сигналами и это соответствие не может быть изменено);
Устройства с программируемым алгоритмом работы
(соответствие выходных сигналов входным сигналам
может быть изменено программой — набором
управляющих кодов).
Устройства с жёсткой логикой быстрее, проще для
простых функций, сложнее в разработке.
Устройства с программируемой логикой медленнее,
проще для сложных функций, проще в разработке.
2

3. Типы организации связей

3

4. Цифровые элементы, узлы, микросхемы

4

5. Инвертор (элемент НЕ)

5

6. Три модели цифровых устройств

1.
2.
3.
Логическая модель.
Модель с временными задержками.
Модель с учетом электрических эффектов (или
электрическая модель).
6

7. Элементы И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ

7

8. Разрешение/запрещение и смешивание сигналов

8

9. Элемент Исключающее ИЛИ

9

10. Три типа выходов

10

11. Соединение выходов разных типов

11

12. Буферы

12

13. Применение буферов

13

14. Комбинационные устройства

Строятся на основе логических элементов (НЕ, И, ИЛИ, а
также буферов);
Состояние выходов однозначно определяется
состояниями входов в данный момент (нет внутренней
памяти) — статические устройства;
Служат для преобразования кодов, пересылки сигналов,
выполнения арифметических операций над кодами и т.д.;
Примеры: дешифраторы, шифраторы, мультиплексоры,
преобразователи кодов, компараторы кодов, сумматоры,
умножители и т.д.
14

15. Дешифраторы

С
1
0
0
0
0
Входы
2
Х
0
0
1
1
1
Х
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
Выходы
1
2
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
3
1
1
1
1
0
15

16. Шифраторы

0
0
1
1
1
Входы
1
2
1
1
0
1
1
0
1
1
3
1
1
1
0
Выходы
2
1
0
0
0
1
1
0
1
1
16

17. Мультиплексоры

Входы
2
0
0
1
1
Выход
1
0
1
0
1
Вход 0
Вход 1
Вход 2
Вход 3
17

18. Компараторы кодов

Входы
А, В
A≠B
A=B
A=B
S
X
1
0
Выход
A=B
0
1
0
18

19. Сумматоры

Вход переноса С
Выходной код S
0
А+В (P=1 при переносе)
1
А+В+1 (P=1 при переносе)
19

20. Кварцевые генераторы импульсов

20