Bibliografía básica sobre aplicaciones de la tecnología electrónica digital

1.1 Descripción general de los circuitos digitales 1

Desarrollo de la tecnología electrónica

1.1.2 Señales digitales 1

1.1.3 Circuitos digitales 2

1.1.4 Métodos de clasificación y aprendizaje de los circuitos digitales 3

1.2 Sistemas digitales y sistemas de codificación 3

1.2.1 Digital sistemas 3

1.2.2 Código binario 5

1.2.3 Código de caracteres y numérico 6

1.3 Operaciones básicas de álgebra lógica 7

1.3.1 y operación 7

1.3.2 u operación 8

1.3.3 no operación 8

1.4 función lógica 9

1.4.1 Representación de funciones lógicas 10

1.4.2 Fórmulas y reglas básicas del álgebra lógica 11

1.4.3 Simplificación de funciones lógicas

1.5 Ampliación de conocimientos 14

Método de simplificación de mapas de Karnaugh para funciones lógicas 14

Resumen 16

Ejercicio 16

Capítulo 2 Circuito de puerta lógica 19

2.1 Características de conmutación del diodo y transistor 19

2.1.1 Características de conmutación del diodo 19

2.1.2 Características de conmutación del transistor 20

2.2 Circuito de puerta lógica básica 21

2.2.1 Circuito de puerta de suma de diodos 21

2.2.2 Circuito de puerta O de diodo 21

2.2.3 Transistor no Circuito de puerta 22

2.2.4 Circuito de puerta DTL NAND 22

2.3 Circuito de puerta integrado TTL 22

2 3 .

2 . 3 . 2 Introducción a los chips integrados de puerta TTL 27

2.4 Circuito de puerta integrado CMOS 29

2.4.1 CMOS NO puerta 30

2.4.2 Otros circuitos de puerta CMOS 30

2 4 3 Serie de circuitos de puerta lógica CMOS 31

2.5 Desarrollo de conocimientos 32

2.5.1 Otros circuitos de puerta TTL 32

2.5.2 Procesamiento de entrada y salida del circuito de puerta integrado 34

2.6 Experimento 36

Función y prueba de lógica de puerta 36

2.7 Entrenamiento 38

Prueba de parámetros de puerta TTL NAND 38

Descripción general 40

Ejercicio 40

Capítulo 3 Combinacional circuito lógico 43

3.1 Análisis de circuito lógico combinacional 43

3.1.1 Descripción funcional del circuito lógico combinacional 43

3.1.2 Método de análisis del circuito lógico combinacional 43

3.2 Método de diseño de circuito lógico combinacional 45

3.3 Codificador 46

3.3.1 Codificador ordinario 47

3.3.2 Codificador de prioridad. 48

3.3.3 Extensión del codificador 50

3.4 Decodificador 51

Decodificador binario 51

3.4.2 Extensión del decodificador 52

3.4.3 El distribuidor de datos 53 consta de decodificadores.

Display decodificador 53

3.5 Selector de datos 56

Seleccione 1 selector de datos 56

3.5.2 Selector de datos integrado 57

3.5.3 Aplicación del selector de datos

3.6 Sumador 58

3.6.1 Medio sumador 58

Suma completa 59

3.6.3 Aplicación del Sumador

3.7 Comparador Numérico 61

3.7.1 1 Comparador Digital 61

3.7.2 Comparador digital integrado 62

3.7.3 Aplicación del comparador numérico 62

3.8 Desarrollo del conocimiento 63

Aventura competitiva del circuito lógico combinacional 63

3.8.2 Módulo de lógica combinacional a escala y su aplicación 65

3.9 Experimento 67

Pruebas funcionales de circuito lógico combinacional 67

3.10 Entrenamiento 68

3.10.1 Tres- diseño de circuito lógico combinacional variable 68

3.10.2 Diseño de circuito de visualización de decodificación 69

Descripción general 70

Ejercicio 70

Capítulo 4 Flip integrado -Flop 74

4.1 Flip-Flop RS básico 74

4.1.1 Estructura del circuito y principio de funcionamiento 74

4.1.2 Método de descripción de funciones del flip-flop 76

4.2 Flip-flop RS síncrono 77

4.3 Flip-flop JK maestro-esclavo 78

4.4 Flip-flop Edge d 80

4.5 Activador T 82

4.6 Aplicación del activador 82

4.7 Activador integrado 84

4.8 Desarrollo de conocimientos 87

4.8.1 Conversión de función lógica de flip-flop 87

4.8.2 Flip-flop CMOS edge D 89

4.9 Experimento 90

Prueba de función lógica del dispositivo de disparo integrado 90

Descripción general 93

Ejercicio 94

Capítulo 5 Circuito lógico secuencial 97

5.1 Descripción general 97

5.2 Contador 100

El contador es un circuito lógico que implementa esta operación. En los sistemas digitales, los contadores cuentan principalmente el número de pulsos para lograr las funciones de medición, conteo y control, y también tienen funciones de división de frecuencia. El contador consta de una unidad de conteo básica y algunas puertas de control. La unidad de conteo consta de una serie de varios flip-flops con la función de almacenar información, como el flip-flop rs, el flip-flop T, el flip-flop D y el JK. chanclas, etcétera. Los contadores se utilizan ampliamente en sistemas digitales, como contar direcciones de instrucciones en controladores electrónicos de computadora para buscar la siguiente instrucción en secuencia, registrar el número de sumas y restas en multiplicaciones y divisiones en unidades aritméticas y contar pulsos en instrumentos digitales. El contador se puede utilizar para mostrar el estado de funcionamiento del producto. En términos generales, se utiliza principalmente para indicar cuántas piezas de trabajo de plegado y clasificación se han completado. Su principal indicador radica en la cantidad de dígitos del contador, que generalmente son de 3 dígitos y 4 dígitos. Obviamente, un contador de 3 dígitos puede mostrar hasta 999 y un contador de 4 dígitos puede mostrar hasta 9999.

Contador binario 100

5.2.2 Contador binario integrado 103

5.3 Registro 106

5.3.1 Registro de desplazamiento 106

Registro de desplazamiento

Los datos en el registro de desplazamiento se pueden desplazar hacia la derecha o hacia la izquierda un bit a la vez bajo la acción del pulso de desplazamiento. Los datos se pueden ingresar y emitir. paralelo y en serie entrada y salida de línea, entrada en paralelo y salida en serie, entrada en serie y salida en paralelo, muy flexible y ampliamente utilizada.

Existen muchos tipos de registros de desplazamiento integrados comúnmente utilizados en la actualidad, como 74164, 74165, 74166 y 74595, todos los cuales son registros de desplazamiento unidireccionales de ocho bits, 74195 es de cuatro bits. registro de desplazamiento unidireccional, y 746544

5.3.2 Registro integrado 108

5.4 Ampliación del conocimiento 110

5.4.1 Contador decimal 110

5.4.2 Registro digital 113

5.4.3 Análisis de circuitos lógicos secuenciales asíncronos 114

5.4.4 Circuito lógico secuencial de mediana escala 115

5.5 Experimento 116

Circuito de conteo, decodificación y visualización 116

5.6 Entrenamiento 118

5.6.1 Prueba funcional del contador 118

5.6 .2 Prueba funcional del registro 120

Resumen 121

Ejercicio 121

Capítulo 6 Generación y Transformación de Formas de Onda de Pulso 124

6.1 Comunes Formas de onda de pulso 124

6.2 Temporizador de sincronización 555 125

6.2.1 Estructura del circuito y principio de funcionamiento del temporizador 555 125

6.2.2 Función del temporizador 555 126.

6.3 Disparador Schmitt 127

El disparador Schmitt también tiene dos estados estables, pero a diferencia de los disparadores ordinarios, el disparador Schmitt utiliza un método de disparo potencial y su estado se mantiene mediante la señal de entrada. potencial disparador Schmitt El convertidor tiene diferentes voltajes de umbral para señales de entrada negativas descendentes y positivas ascendentes.

El circuito de puerta tiene un voltaje umbral. Cuando el voltaje de entrada aumenta desde un nivel bajo hasta el voltaje umbral o cae desde un nivel alto hasta el voltaje umbral, el estado del circuito cambiará. Un disparador Schmitt es un tipo especial de circuito de compuerta. A diferencia de los circuitos de compuerta ordinarios, los disparadores Schmitt tienen dos voltajes umbral, llamados voltaje umbral positivo y voltaje umbral negativo. El voltaje de entrada que cambia el estado del circuito cuando la señal de entrada aumenta de un nivel bajo a un nivel alto se llama voltaje de umbral positivo, y el voltaje de entrada que cambia el estado del circuito cuando la señal de entrada cae de un nivel alto a un nivel bajo se llama voltaje de umbral negativo. . La diferencia entre el voltaje de umbral positivo y el voltaje de umbral negativo se llama voltaje de diferencia de retorno.

Es un circuito de conmutación de umbral con características de entrada y salida repentinas. Este circuito está diseñado para evitar que pequeños cambios en el voltaje de entrada (por debajo de cierto umbral) provoquen cambios en el voltaje de salida.

Utilizando la retroalimentación positiva en el proceso de transición de estado de disparo de Schmitt, la señal periódica con cambios de flanco lentos se puede convertir en una señal de pulso rectangular con flanco pronunciado. Siempre que la amplitud de la señal de entrada sea mayor que vt+, se puede obtener una señal de pulso rectangular de la misma frecuencia en la salida del disparador Schmitt.

Cuando el voltaje de entrada cambia de bajo a alto y alcanza V+, el voltaje de salida cambia repentinamente, y cuando el voltaje de entrada Vi cambia de alto a bajo y alcanza V-, el voltaje de salida cambia repentinamente, por lo que el El voltaje de salida cambia lentamente. Se puede observar que es particularmente adecuado para circuitos que requieren un cierto retraso durante el arranque.

Los pulsos rectangulares obtenidos de los sensores a menudo tienen una distorsión de la forma de onda después de la transmisión. Cuando la capacitancia en la línea de transmisión es grande, el flanco ascendente de la forma de onda se ralentizará significativamente; cuando la línea de transmisión es larga y la impedancia del extremo receptor no coincide con la impedancia de la línea de transmisión, se producirá una oscilación ascendente; y bordes descendentes de la forma de onda cuando pasan otras señales de pulso. Cuando la capacitancia distribuida entre conductores o líneas eléctricas comunes se superpone a una señal de pulso rectangular, aparecerá ruido adicional en la señal. En cualquier caso, la forma de onda de pulso rectangular ideal se puede obtener utilizando la configuración de disparo inverso de Schmidt. Siempre que los vt+ y vt- del disparador Schmitt estén configurados correctamente, se pueden obtener efectos de modelado satisfactorios.

6.4 Disparador monoestable 129

1. Un disparador monoestable tiene solo un estado estable y un estado transitorio.

2. Bajo la acción de pulsos externos, el disparador monoestable puede cambiar de un estado estable a un estado transitorio.

3. Debido al papel del enlace de retardo RC en el circuito, el estado transitorio vuelve al estado estable original después de mantenerse durante un período de tiempo. El tiempo para mantener el estado transitorio depende del. valor del parámetro del RC.

6.5 Multivibrador 133

Oscilador múltiple: mediante retroalimentación positiva profunda, dos dispositivos electrónicos conmutan alternativamente mediante un acoplamiento de resistencia-capacitancia, resultante de

y un oscilador autoexcitado. con salida de onda cuadrada. Normalmente se utiliza como generador de ondas cuadradas.

El multioscilador es un oscilador autoexcitado que puede generar ondas rectangulares, también llamado generador de ondas rectangulares.

"Multiarmónico" significa que, además del componente de onda fundamental, la onda rectangular también contiene ricos componentes armónicos de orden superior. Un multivibrador no tiene un estado estacionario, sólo dos estados transitorios. Durante el funcionamiento, el estado del circuito alterna automáticamente entre estos dos estados transitorios, generando así una señal de pulso de onda rectangular, que a menudo se usa como fuente de señal de pulso y señal de reloj en circuitos secuenciales.

Cuando el circuito se conecta por primera vez a la alimentación, ambos transistores están apagados. Pero cuando los voltajes de base de los dos transistores aumentan juntos, uno debe encenderse primero porque el retardo de encendido de cada transistor no se puede controlar durante el proceso de fabricación del transistor. Entonces este circuito entrará en uno de los estados y también asegurará una oscilación continua.

En términos generales, la duración del primer estado (alto potencial de salida) está relacionada con R1 y C1, y la duración del segundo estado está relacionada con R2 y C2. Como R1, R2, C1 y C2 se pueden configurar libremente, los períodos de vibración y compresión, así como el ciclo de trabajo, se pueden determinar libremente.

Pero la duración de cada estado está determinada por el estado inicial del capacitor (el voltaje a través del capacitor) cuando comienza la carga, y está relacionada con la cantidad de descarga en el estado anterior; etapa anterior Determinado por las resistencias R1 y R4 a través de las cuales fluye la corriente y la duración del proceso de descarga. En resumen, se necesita mucho tiempo para cargar el capacitor cuando se inicia el circuito por primera vez (en términos generales, ambos extremos del capacitor se descargan completamente cuando no se inicia), pero la duración de cada etapa se acortará y se estabilizará más adelante.

Debido a que el multivibrador utiliza el proceso de carga de corriente para controlar el período, el período de oscilación también está relacionado con la cantidad de corriente que fluye fuera del multivibrador en el extremo de salida.

Debido a la influencia de varios factores inciertos en el período de oscilación del multivibrador, en la práctica se suelen utilizar circuitos integrados de sincronización más precisa en lugar de circuitos multivibradores simples.

6.6 Aplicación del temporizador 555 135

6.7 Desarrollo de conocimientos 136

Circuito de conformación de pulso compuesto por circuito de puerta integrado 136

6.8 Experimento 137

Generación y configuración de formas de onda de pulso 137

6.9 Entrenamiento 139

Diseño y aplicación del temporizador 555 139

Resumen 140

Ejercicio 141

Capítulo 7 Convertidores digital/analógico y analógico/digital 143

7.1 Convertidor digital a analógico 143

7.1 .1 Principios básicos de DAC 143

7.1.2 Red de conversión 144

7.1.3 Conmutador analógico 145

7.1.4 Convertidor D/A 145 Principales indicadores técnicos

7.1.5 Convertidor digital a analógico integrado 146

7.2 Convertidor analógico a digital 148

7.2.1 Muestreo y retención 148

Cuantización y codificación 149

7.2.3 Convertidor analógico-digital común 149

7. 2. 4 Principales indicadores técnicos del convertidor A/D 151

7.2.5 Convertidor analógico a digital integrado 152

7.3 Desarrollo de conocimientos 153

7.3.1 Sistema de control de adquisición de datos: presión

Controlador de temperatura 153

7.3.2 Convertidores D/A y A/D de uso común

Introducción a los convertidores 154

Resumen 157

Ejercicio 157

Capítulo 8 Memoria y dispositivos lógicos programables 160

8.1 Memoria 160

8.1.1 Memoria de acceso aleatorio 160

8.1. /p>

8.2 Dispositivo lógico programable 169

8.2.1 Características y representación del dispositivo lógico programable 169

8.2.2 Lógica de matriz programable 170

Lógica de matriz general (GAL) 171

8.3 Introducción a CPLD, FPGA y tecnología de programación de sistemas 173

8 3 . 3 . 2 Introducción a FPGA 173

8.3.3 Introducción a la tecnología ISP 174

Resumen 174

Ejercicio 174

Capítulo 9 Integral Entrenamiento de circuitos digitales 177

9.1 Análisis de funciones del sistema de circuitos digitales 5438+077

9.1.1 Circuito de taxímetro 177

9.1.2 Circuito de respuesta digital 181

9.2 Depuración del sistema de circuitos digitales 183

9.2.1 Pasos generales para la depuración de circuitos 183

9.2.2 Problemas en la depuración de circuitos 184

9.3 Diagnóstico y resolución de fallos de circuitos digitales 185

9.4 Formación integral 189

9.4.1 Análisis y diseño de transpondedor 189

9.4.2 Montaje final de multímetro digital 190

Resumen 196

Ejercicio 197

Apéndice A Introducción a la automatización del diseño electrónico 198

Apéndice B Comparación de lo antiguo y lo nuevo símbolos gráficos para circuitos digitales 206

Apéndice C modelos de circuitos integrados comunes y diagramas de pines 208

Apéndice introducción al dispositivo de la serie dtll74 211

Apéndice E Introducción al dispositivo de la serie CD45 215

Apéndice f Introducción a los equipos de la serie CD40 217

Apéndice G Introducción a los dispositivos de conversión A/D y D/A 220

Apéndice H Introducción a los dispositivos de almacenamiento 225

Referencia 227

……