Шарапов А. В.
Микроэлектроника: Учебное пособие. — Томск: Томский
межвузовский центр дистанционного образования, 2007. — 158 с.
Излагаются принципы построения и функционирования логических
элементов, дешифраторов, мультиплексоров, сумматоров, цифровых
компараторов, триггеров, счетчиков, регистров, микросхем памяти.
Рассмотрены примеры синтеза цифровых устройств комбинационного
типа и цифровых автоматов.
Пособие предназначено для студентов вузов радиоэлектронного
профиля и содержит краткий конспект лекций, примеры решения задач и
компьютерный лабораторный практикум по цифровой схемотехнике.
Студенты дистанционной формы обучения выполняют две лабораторные
работы, одну компьютерную контрольную работу и сдают компьютерный
экзамен.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1 Введение .6
2 Основные понятия микроэлектроники .11
2.1 Виды сигналов.11
2.2 Классификация микросхем и их условные обозначения .13
3 Математические основы цифровой электроники.23
3.1 Позиционные системы счисления .23
3.2 Таблица истинности.27
3.3 Совершенная дизъюнктивная нормальная форма .29
3.4 Основные законы булевой алгебры.30
3.5 Диаграммы Венна .34
3.6 Карты Карно .35
3.7 Этапы синтеза цифрового устройства.38
3.8 Примеры синтеза цифровых устройств .38
3.9 Мажоритарный логический элемент.41
4 Базовые логические элементы.43
4.1 Классификация логических элементов .43
4.2 Базовый элемент ТТЛ .43
4.3 Логический расширитель .45
4.4 Элемент с открытым коллектором .45
4.5 Элемент с Z-состоянием на выходе.46
4.6 Рекомендации по применению элементов ТТЛ .47
4.7 Базовый элемент ТТЛШ.48
4.8 Базовая схема ЭСЛ.49
4.9 Базовые элементы КМОП .50
4.10 Основные характеристики логических элементов.51
4.11 Примеры микросхем логических элементов .54
4.12 Микросхемы на основе арсенида галлия .56
5 Цифровые устройства комбинационного типа .59
5.1 Шифратор .59
5.2 Дешифратор.61
5.3 Преобразователи двоичного кода в двоично-десятичный,
и наоборот.63
5.4 Дешифратор для управления семисегментным
индикатором.65
5.5 Преобразователи кода Грея.66
5.6 Мультиплексор.67
5.7 Реализация функций с помощью мультиплексора .69
5.8 Двоичный сумматор .70
5.9 Двоично-десятичный сумматор.73
5.10 Схемы вычитания.74
5.11 Преобразователь прямого кода в дополнительный .76
5.12 Цифровой компаратор .77
5.13 Контроль четности.78
5.14 Примеры построения комбинационных цифровых
устройств .80
6 Цифровые устройства последовательностного типа.84
6.1 Классификация триггеров .84
6.2 Асинхронный RS-триггер .85
6.3 Тактируемый RS-триггер .85
6.4 D-триггеры.86
6.5 T-триггер.87
6.6 JK-триггер.88
6.7 Классификация счетчиков.90
6.8 Асинхронный двоичный счетчик .90
6.9 Асинхронный двоично-десятичный счетчик.91
6.10 Синхронный двоичный счетчик .92
6.11 Реверсивные счетчики .92
6.12 Счетчики с произвольным модулем счета.93
6.13 Регистры сдвига .96
6.14 Регистры памяти .97
6.15 Универсальные регистры .97
6.16 Кольцевой регистр .98
6.17 Кольцевой счетчик.99
6.18 Счетчики на регистрах сдвига .99
6.19 Примеры построения цифровых устройств
последовательностного типа.101
7 Полупроводниковые запоминающие устройства .107
7.1 Классификация запоминающих устройств.107
7.2 ПЗУ масочного типа .108
7.3 Однократно программируемые ПЗУ.109
7.4 Перепрограммируемые ПЗУ .110
7.5 ОЗУ статического типа.111
7.6 ОЗУ динамического типа .113
7.7 Примеры микросхем памяти.114
7.8 Организация блока памяти.115
8 Примеры решения задач.117
9 Компьютерный практикум по цифровой схемотехнике .131
10 Варианты творческих заданий .145
11 Пример выполнения творческого задания.147
Список литературы.150
Приложение. Условные графические обозначения
микросхем.152
Микроэлектроника: Учебное пособие. — Томск: Томский
межвузовский центр дистанционного образования, 2007. — 158 с.
Излагаются принципы построения и функционирования логических
элементов, дешифраторов, мультиплексоров, сумматоров, цифровых
компараторов, триггеров, счетчиков, регистров, микросхем памяти.
Рассмотрены примеры синтеза цифровых устройств комбинационного
типа и цифровых автоматов.
Пособие предназначено для студентов вузов радиоэлектронного
профиля и содержит краткий конспект лекций, примеры решения задач и
компьютерный лабораторный практикум по цифровой схемотехнике.
Студенты дистанционной формы обучения выполняют две лабораторные
работы, одну компьютерную контрольную работу и сдают компьютерный
экзамен.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1 Введение .6
2 Основные понятия микроэлектроники .11
2.1 Виды сигналов.11
2.2 Классификация микросхем и их условные обозначения .13
3 Математические основы цифровой электроники.23
3.1 Позиционные системы счисления .23
3.2 Таблица истинности.27
3.3 Совершенная дизъюнктивная нормальная форма .29
3.4 Основные законы булевой алгебры.30
3.5 Диаграммы Венна .34
3.6 Карты Карно .35
3.7 Этапы синтеза цифрового устройства.38
3.8 Примеры синтеза цифровых устройств .38
3.9 Мажоритарный логический элемент.41
4 Базовые логические элементы.43
4.1 Классификация логических элементов .43
4.2 Базовый элемент ТТЛ .43
4.3 Логический расширитель .45
4.4 Элемент с открытым коллектором .45
4.5 Элемент с Z-состоянием на выходе.46
4.6 Рекомендации по применению элементов ТТЛ .47
4.7 Базовый элемент ТТЛШ.48
4.8 Базовая схема ЭСЛ.49
4.9 Базовые элементы КМОП .50
4.10 Основные характеристики логических элементов.51
4.11 Примеры микросхем логических элементов .54
4.12 Микросхемы на основе арсенида галлия .56
5 Цифровые устройства комбинационного типа .59
5.1 Шифратор .59
5.2 Дешифратор.61
5.3 Преобразователи двоичного кода в двоично-десятичный,
и наоборот.63
5.4 Дешифратор для управления семисегментным
индикатором.65
5.5 Преобразователи кода Грея.66
5.6 Мультиплексор.67
5.7 Реализация функций с помощью мультиплексора .69
5.8 Двоичный сумматор .70
5.9 Двоично-десятичный сумматор.73
5.10 Схемы вычитания.74
5.11 Преобразователь прямого кода в дополнительный .76
5.12 Цифровой компаратор .77
5.13 Контроль четности.78
5.14 Примеры построения комбинационных цифровых
устройств .80
6 Цифровые устройства последовательностного типа.84
6.1 Классификация триггеров .84
6.2 Асинхронный RS-триггер .85
6.3 Тактируемый RS-триггер .85
6.4 D-триггеры.86
6.5 T-триггер.87
6.6 JK-триггер.88
6.7 Классификация счетчиков.90
6.8 Асинхронный двоичный счетчик .90
6.9 Асинхронный двоично-десятичный счетчик.91
6.10 Синхронный двоичный счетчик .92
6.11 Реверсивные счетчики .92
6.12 Счетчики с произвольным модулем счета.93
6.13 Регистры сдвига .96
6.14 Регистры памяти .97
6.15 Универсальные регистры .97
6.16 Кольцевой регистр .98
6.17 Кольцевой счетчик.99
6.18 Счетчики на регистрах сдвига .99
6.19 Примеры построения цифровых устройств
последовательностного типа.101
7 Полупроводниковые запоминающие устройства .107
7.1 Классификация запоминающих устройств.107
7.2 ПЗУ масочного типа .108
7.3 Однократно программируемые ПЗУ.109
7.4 Перепрограммируемые ПЗУ .110
7.5 ОЗУ статического типа.111
7.6 ОЗУ динамического типа .113
7.7 Примеры микросхем памяти.114
7.8 Организация блока памяти.115
8 Примеры решения задач.117
9 Компьютерный практикум по цифровой схемотехнике .131
10 Варианты творческих заданий .145
11 Пример выполнения творческого задания.147
Список литературы.150
Приложение. Условные графические обозначения
микросхем.152