Transcript Navrhování základních logických obvodů a návrh

Navrhování základních logických obvodů a návrh
realizačních scémat
Logické obvody - značení hradel
2009 Katedra elektroniky
Konstrukce elektronických zařízení
Navrhování základních logických obvodů a návrh
realizačních scémat
Logické obvody – provedení výstupu hradla
Třístavový výstup:
Aktivní výstup:
TTL
CMOS
Výstup s otevřeným kolektorem:
2009 Katedra elektroniky
Konstrukce elektronických zařízení
Navrhování základních logických obvodů a návrh
realizačních scémat
Logické obvody – porovnání
Vzájemná slučitelnost jednotlivých rodin logických obvodů:
(+) bezproblémové spojení; (?) problémové spojení; (-) nelze spojovat
2009 Katedra elektroniky
Konstrukce elektronických zařízení
Navrhování základních logických obvodů a návrh
realizačních scémat
Základní typy sekvenčních obvodů
Klopný obvod R-S:
Klopný obvod J-K:
Pravdivostní tabulka:
Pravdivostní tabulka:
Realizace hradly NOR a NAND:
2009 Katedra elektroniky
Konstrukce elektronických zařízení
Navrhování základních logických obvodů a návrh
realizačních scémat
Základní typy sekvenčních obvodů
Klopný obvod D řízený úrovní – latch (7475):
Klopný obvod D řízený hranou – registr (7474):
vlevo – náběžnou hranou; vpravo – sestupnou hranou
Pravdivostní tabulka:
Pravdivostní tabulka:
Platí pro obvod D řízený sestupnou hranou
2009 Katedra elektroniky
Konstrukce elektronických zařízení
Navrhování základních logických obvodů a návrh
realizačních scémat
Realizace se sekvenčními obvody
4 bitový asynchronní čítač čítající nahoru realizovaní dvěma klopnými obvody 74LS74
Čítač 74LS390 zapojený jako dělička 50
Obvod 74LS390 obsahuje dva asynchronní BCD čítače řízené
sestupnou hranou. Každý čítač je pak ještě rozdělen na dvě části –
jednobitový čítač (vstup CLKA a výstup A) a čítač modulo 5 (vstup CLKB
a výstupy B,C,D).
Při propojení vstupu CLKB a výstupu A vznikne čítač modulo 10
2009 Katedra elektroniky
Konstrukce elektronických zařízení
Navrhování základních logických obvodů a návrh
realizačních scémat
Realizace se sekvenčními obvody
Čítač modulo 256 realizovaný obvodem 74LS393, který je doplněn D/A převodníkem ve funkci
generátoru pilového signálu:
Výstupní průběh generátoru pilového napětí
2009 Katedra elektroniky
Konstrukce elektronických zařízení
Navrhování základních logických obvodů a návrh
realizačních scémat
Realizace se sekvenčními obvody
Čítač 74HCT4017 pro realizaci běžícího světla:
2009 Katedra elektroniky
Konstrukce elektronických zařízení
Navrhování základních logických obvodů a návrh
realizačních scémat
Realizace se sekvenčními obvody
Bezzákmitové tlačítko:
Realizace složená z filtr DP, jehož f0
volíme 50 až 100 Hz, jelikož volíme
frekvenci asi 5x až 10x vyšší než je
kmitočet stisknutí tlačítka (obsluha je
schopna stisknout tlačítko asi 10x za
sekundu). Za ním následuje Schmittův
KO.
2009 Katedra elektroniky
Realizace pomocí obvodu 74LS74,
který je využit jako obvod R-S. Tlačítko
přepíná stavy na vstupech R a S a
nuluje nebo nastavuje tak výstup Q.
Konstrukce elektronických zařízení
Navrhování základních logických obvodů a návrh
realizačních scémat
Spínání výkonové zátěže s logickými obvody
Spínání výkonové zátěže s bipolárním tranzistorem:
Spínání výkonové zátěže s unipolárním tranzistorem:
Paralelní spojení hradel umožňuje získat vyšší
budící proud. Pro předejití nežádoucích stavů se
takto spojují hradla z jednoho pouzdra.
2009 Katedra elektroniky
Konstrukce elektronických zařízení
Značení rezistorů
Číselné značení s příponou
2J7 F
→
2,7 Ω ± 1%
K56 J
→
560 Ω ± 5%
10M
→
10 MΩ ± 20%
2009 Katedra elektroniky
Konstrukce elektronických zařízení
Značení rezistorů
Barevný kód
2009 Katedra elektroniky
Konstrukce elektronických zařízení
Značení rezistorů
Číselné značení
Číselné značení - SMD
hodnota
znak
4,7
Ω
→
S0, nebo 4R7, nebo 4R70
47
Ω
→
S1, nebo 470, nebo 47R0
4700 Ω
→
S3, nebo 472, nebo 4701
1,0 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,7 3,0 3,3 3,6 3,9 4,3 4,7 5,1 5,6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,1
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
L
M
N
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
Z
Kódované značení rezistorů pro hodnoty v toleranční řadě E24
2009 Katedra elektroniky
Konstrukce elektronických zařízení
Značení kondenzátorů
Číselné značení – keramické
a) 10 nF/250V (-20..+80)%
b) 330 pF/12,5V (-20..+80)%
c) 1,5 nF (-20..+80)%
d) 100 nF (-20..+50)%
e) 0,12 µF/63V (-20..+80)%
f ) 220 nF 20%
2009 Katedra elektroniky
Konstrukce elektronických zařízení
Značení kondenzátorů
Číselné značení – keramické SMD
Keramické kondenzátory ve většině případů nejsou značeny, pokud jsou označeny, je značení
podobné jako u rezistorů:
0,47 pF
→
478, nebo 0r47, nebo p47
4,7 pF
→
479, nebo 4r7, nebo 4p7
47 pF
→
470
4,7 nF
→
472, nebo 4n7
4,7 µF
→
475, nebo 4µ7
Někdy se používá kódování podle tabulky:
hodnota
znak
1,0 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,7 3,0 3,3 3,6 3,9 4,3 4,7 5,1 5,6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,1
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
L
M
N
P
Q
R
S
S3
→
4,7nF
KA2
→
100pF (fa KERMET)
2009 Katedra elektroniky
T
U
V
W
X
Y
Z
Konstrukce elektronických zařízení
Značení kondenzátorů
Číselné značení – elektrolytické
Elektrolytické kondenzátory SMD: kód tvoří písmeno a tři číslice
označení
e
G
J
A
C
D
E
V
H
napětí [V]
3
4
6
10
16
20
25
35
50
A475
2009 Katedra elektroniky
→
47·105 pF = 4,7µF/10V
Konstrukce elektronických zařízení
Značení cívek
Barevný kód
tolerance
10% a větší
10%
5%
2009 Katedra elektroniky
Kód
M
K
J
Konstrukce elektronických zařízení
Značení cívek
Číselné značení – SMD
Značení podobné jako u rezistorů, mezi jednotlivými výrobci se může lišit
tolerance
10% a větší
10%
5%
Kód
M
K
J
1R5M
→
1,5 µH ± 20%
015M
→
0,015 µH ± 20%
151K
→
150 µH ± 10%
1R5K
→
1,5 µH ± 10%
2009 Katedra elektroniky
Konstrukce elektronických zařízení