вторник, 28 апреля 2009 г.

MINIX снова на сцене...

Как пишет сайт nixp.ru ОС MINIX получила поддержку от ЕС:

Эндрю Таненбаум (Andrew Tanenbaum), автор свободной UNIX-подобной операционной Minix, опубликовал на сайте Амстердамского свободного университета сообщение о том, что на его проект получен грант в размере 2,5 миллионов евро от Европейского совета по научным исследованиям (European Research Council, ERC).
Как заявляется, благодаря гранту Европейского союза будет в течение 5 лет финансироваться работа двух постдоков, нескольких аспирантов и нескольких программистов. Проводимые в рамках гранта работы станут частью проекта MINIX 3. MINIX 3 — это новый проект по созданию компактной и надежной UNIX-подобной операционной системы с открытым исходным кодом. Она во многом похожа на предыдущие версии MINIX (1 и 2), однако имеет и некоторые значительные отличия, благодаря чему фактически стала независимым проектом, над которым сейчас трудится Таненбаум.
По мнению Таненбаума, операционные системы вроде Windows и GNU/Linux из-за использования монолитного ядра менее надежны, чем могли бы быть. Решение этой проблемы в исполнении профессора компьютерных наук — микроядро — используется в его ОС Minix, которую в наши дни больше применяют для исследований в области операционных систем. Ее новая реинкарнация, MINIX 3, призвана достичь еще большего уровня надежности, чему и будет способствовать новый грант.

воскресенье, 19 апреля 2009 г.

FCL-метр

FCL-meter - Частотометр, измеритель ёмкости и индуктивности. О таком "монстре" я мечтал давно. Но либо схемы попадались сложные, либо параметры устройств низкие. Но после долгого серфинга в сети нашел FCL-метр Александра Буевского.

Устройство основано на микроконтроллере PIC (эх чтож не на AVR :( ) и обладает следующими техническими характеристиками:

Частотометр

Измеритель LC
Напряжение питания, В:

6 - 15

Ток потребления, мА:
14 - 17

15*
Пределы измерения, в режиме:



F1, МГц
0,01 - 65**


F2, МГц
10 - 950


С


0,01 пФ - 0,5 мкФ
L


0,001 мкГн - 5 Гн
Точность измерения, в режиме:



F1
+-1 Гц


F2
+-64 Гц


C


0,5 %
L


2 - 10 %***
Период отображения, сек,
1

0,25
Чувствительность, мВ



F1
10 - 25


F2
10 - 100


Габариты, мм:

110х65х30


* – в режиме самокалибровки в зависимости от типа реле до 50 мА на 2 сек.
** – нижний предел может быть расширен до единиц Гц, см. ниже; верхний в зависимости от микроконтроллера до 68 МГц
*** – погрешность возрастает с ростом активного сопротивления; для компенсации влияния собственной “паразитной” ёмкости имеется функция коррекции показаний и отображения значения этой емкости. Для малогабаритных катушек с большим активным сопротивлением (более 20 Ом) и замкнутым магнитопроводом без зазора погрешность существенно увеличивается.

Фото его готового устройства:

Все файлы схем, описаний и прошивок в одном архиве:
http://dump.ru/file/4174128

P.S. Ну что же... Пойду формировать список деталей на закупку... :)

суббота, 18 апреля 2009 г.

Логический анализатор

Переговорив сегодня с одним из преподавателей с факультета электронной техники, который в юности занимался с БК "РК86" , а потом некоторое время проектировал микропроцессорные системы под заказ, я выяснил что по его опыту многие платы не запускались с первого раза, особенно на "самопальных платах". Поэтому задумался о еще одном измерительном устройстве - логическом пробнике(анализаторе).

Логический анализатор — устройство, предназначеное для записи и анализа цифровых последовательностей. Может быть автономным а также в виде приставки к ПК. Характеризуется числом каналов и максимальной скоростью считывания данных.

Покопавшись в интернете я нашел два интересных проекта:

16-канальный логический анализатор "ЛогикАн"

32-канальный логический анализатор приставка к ПК

Но оба проекта используют FPGA микросхемы, что для меня пока критично... Поэтому когда мне попалась схема простого логического пробника (http://kazus.ru/shemes/showpage/0/88/1.html) я вспомнил что хотел собрать такой 5лет назад и даже закупил все детали.

Но у данного пробника есть существенный минус:
- индикация только состояния "лог. 0" и "лог. 1";
- только дин канал.

Поэтому вспомнилась схема из МК за 88 год "Пробник для микроЭВМ". Это устройство было стольже простое как и предыдущее, но умело отображать и третье (высоимпедансное) состояние.

Данное устройство может измерять импусы от 0 до 10МГц.
Входное сопротивление 27кОм.

Единственное только пробник снова одноканальный... Но простота устройства вполне позволяет сгруппировать N таких пробников (я расчитываю на 8 шт) на одной плате. И еще хочу изменить схему индикации, вместо диода поставить семеразрадники... Но об этом позже. :)

пятница, 17 апреля 2009 г.

О программаторе

Недавно в одну из коротких минут перекура от печати отчетов в универ (как студент) и подготовки к новому боевому дню (как преподаватель, там же) подумал что мой проект по воссозданию Специалист'а для меня сравним с созданием Бурана для СССР.

Как известно тогда "половина страны" была вовлечена в великое дело. Так и у меня создание ПК повлекло за собой ряд вспомогательных работ:
- начал глубже изучать ИМС, принципы устройства и работы.
- запуск проекта программатора;
- запуск проекта F,L,C-метра;

Итак в качестве первого своего программатора долго выбирал среди представленных в интернете открытых универсальных и доступных в повторении устройств. В итоге остановился на Турбо версии 6. Оф сайт: http://www.programmators.narod.ru/index.html
На оф.сайте можно найти все схемы и ПО. ПО Работает под Win9x, либо если установить специальный драйвер и в Win2k\XP.

схема программатора

Согласно документации Турбо программирует следующие микросхемы:

EPROM
2516, 2532, 2564, 2716, 2732, 2764, 27128, 27256, 27512, 27010, 27020, 27040, 27080, 27513, 27011, 27100 (КС1626РФ1, К573РФ2/РФ4А/РФ4Б/РФ5/РФ6/РФ7/РФ8).

Программирует и стирает микросхемы:

EEPROM
2804/16/64, 2804A/16A/17A/64A, 28256, 48016, 52864 (КМ1609РР1/РР2/РР3, К573РР2/РР3, КМ558РР2/РР3/РР4, КС1611РР2);

FLASH
28F256, 28F512, 28F010, 28F020, 28F001BX-T, 28F001BX-B, 29C256, 29C512, 29C010, 29C020, 29C040.

Считывает масочные микросхемы:
2316 - 23080 (КА1603РЕ1, КР1610РЕ1).

Тестирует STATIC RAM-микросхемы:
6116, 6264, 62256, 621000, 622000 (К537РУ8/РУ10/РУ17, К581РУ5).

Дополнительно через адаптеры программируются микросхемы:

1. Микроконтроллеры
8741/42/48/49/50/51/52/53/54/58, AT89C51/52, (КМ1816ВЕ48/51, КМ1830ВЕ48/751/753). ПЗУ до 64 Кбайт, три бита защиты, шифровальная таблица 16/32/64/128 байт.

2. Микроконтроллеры
AT89C1051, AT89C2051, AT89C4051 (FLASH).

3. Microchip
PIC16C61/62/63/64/65/66/67/71/72/73/74/76/77/83/84/620/621/622/623/624/625/710/711/712/716/745/765/773/774, PIC16F73/74/76/77/83/84/87/88/89/627/628/873/874/876/877;
SEEPROM 24C00/01/02/04/08/16/32/64/128/256/512 (1568РР1);
SEEPROM 93C06/46/56/66/76/86.

4. EPROM
271024, 272048, 274096, 271616 (16-разрядные).

5. 8755 (К573РФ10 Порт и EPROM 2 Кбайта).

6. 2920 (КМ1813ВЕ1 Цифровой процессор обработки сигналов).

7. PLCC
27010/020/040/080,28F256/512/010/020,29C512/010/020/040.

Исходя из личного опыта скажу что у нас в Саранске например наиболее трудно доставаемыми является ИМС К555ИР24, которую пришлось заменить на их 74ALS299 (наша ЭКР1533ИР24). Ее мне пришлось заказывать... Тогда как другую редкую ИМС К555ИР8, можно заменить на К555ИР23 следующим образом:



Ну а так когда-нибудь будет выглядеть сей девайс в реале:

воскресенье, 12 апреля 2009 г.

О приключении с лампами...

Вот недавно как-то случайно задержавшись в магазине "Мультимедиа", я наткнулся на УФ-лампу Camelion LH9-U G23 "Blacklight".
Лампочка эта из класса энергосберегающих мощностью 9Вт под цоколь G23. Прочитав на коробке 230-250V 50Hz я подумал, что ее можно просто включить в розетку и все... Но! Не тут то было... Погуглив в интернете узнал, что ей надо ставить стартер. Ну стартер и стартер, что мы их не видели что ли?..

Вчера на кухне (как всегда по закону подлости ночью) сгорела лампа накаливания на 40Вт. Сегодня пошел в магазин на нашем рынке. Продавец оказался на редкость грамотным в своем товаре (кстати недавно заметил, что чем грамотнее продавец, тем больше у него покупателей и постоянных клиентов...) и я его решил спросить про стартер. Он сказал что для 9 ватных стартеров не найти и проще взять светильник с такой же лампой, при этом проигрыша в цене почти не будет... Ну думаю ладно, давай свой светильник. Он дает мне переноску Camelion YJD-A-6.
С лампой Camelion LH9-U G23 белого света.



Посмотрел я на эту громаду и думаю как я появлюсь с ней дома :) Смотрю настольные светильники стоят с такой же лампой, вспомнил что дома давно без него страдаю... дай думаю одним выстрелом 2-х зайцев (к тому же светильники и стоят подешевле :).

Давай светильник лучше возьму - говорю. А он - в этом может твоя лампа и не разгореться. Естественно первая мысль подвох... Но он взял аналогичную лампу только с колбой Н, а не U как моя, и засунул в светильник. И ведь правда лампа на рабочий режим не вышла...

М-м-мда... Во общем взял я эту переноску вместо светильника... Дома лампы заменил и правдо все зажглось. :) Теперь есть чем УФППЗУ стирать...

четверг, 9 апреля 2009 г.

On-line курс "Введение в цифровую схемотехнику "

Сегодня гугля информацию по счетчикам неожиданно наткнулся на курс "Введение в цифровую схемотехнику " вспомнив что на INTUIT.ru я давно зарегистрирован, зашел и подписался на этот бесплатный курс. Вообще его можно и так читать без регистрации, но просто подписавшись создается виртуальная зачетка с вашими оценками, а потом еще и сертификат можно получить... а вообще просто мне так удобно :)

Объявлены победители конкурса видеороликов "Мы Linux"

На конференции Linux Foundation Collaboration Summit, проходящей сегодня в Сан-Франциско, объявлены победители конкурса рекламных видеороликов, пропагандирующих преимущества платформы Linux. На конкурс было представлено более 90 работ, из которых жюри выбрало 3 лучших ролика:

1 место:"What Does It Mean to be Free?". Автор Amitay Tweeto, дизайнер и консультант по проектированию пользовательского интерфейс из Израиля.



2 место:"The Origin". Автор Agustin Eguia, уругваец, живущий в Бельгии. Работает системным администратором и увлекается созданием анимации и 3D графики.



3 место:"Linux Pub". Sébastien Massé из Франции, профессиональный специалист по созданию аудио- и видео-эффектов в кино, закончил международную школу кинематографии в Париже.



Четвертое и пятое непризовые места заняли ролики "The Future is Open" и "Challenges At The Office".

4 место:



5 место:



В качестве награды, авторам лучших работ будет предоставлена возможность бесплатного посещения Linux симпозиума в Токио (оплаченные перелет и проживание в двухместном номере в течение трех дней), который состоится в октябре и пройдет совместно с саммитом разработчиков Linux ядра.

Состав жюри, выбравшего победителей:

* Matt Asay, директор Alfresco, Inc.;
* Larry Augustin, член совета директоров Linux Foundation и основатель компании VA Linux, создавшей в свое время SourceForge.net;
* Jono Bacon, менеджер Canonical по связи с комьюнити Ubuntu;
* Joe Brockmeier, менеджер Novell по связи с комьюнити openSUSE;
* Melinda Mettler, директор школы рекламы в Университете искусств Калифорнии;
* Tim O’Reilly, основатель и руководитель издательства O’Reilly Media, Inc.

Триггеры. Триггер Шмидта

Триггер Шмидта - это специфический вид триггера, имеющего один вход и один выход. Такой триггер Еще называют нессиметричным. В триггере Шмидта переход из одного устойчивого состояния в другое осуществляется при определенных уровнях входного напряжения, называемых пороговыми уровнями. Триггер Шмидта изображен ниже.


Триггер Шмидта и графики, поясняющие принцип его работы

Если на вход триггера Шмидта подавать нарастающее напряжение (нижний график), то при некотором уровне Uп1 в момент t1 напряжение на выходе скачком переходит из состояния 0 в состояние 1. Если уменьшать напряжение на входе до некоторого напряжения Uп2 в момент t2 напряжение на выходе скачком переходит из состояния 1 в состояние 0. Явление несовпадения уровней Uп1 и Uп2 называется гистерезисом. Соответственно, передаточная характеристика триггера Шмидта обладает гистерезисным характером. Триггер Шмидта, в отличие от других триггеров, не обладает памятью и используется для формирования прямоугольных импульсов из напряжения произвольной формы.

Особенностью триггера Шмидта является наличие не одного, а двух порогов срабатывания. Первый порог действует когда напряжение на входе повышается. Пока напряжение ниже этого порога, на выходе триггера шмидта логический ноль. При достижении порога триггер переключается в другое состояние, и на выходе появляется логическая единица. При понижении входного напряжения переключение происходит при достижении уже другого порога (более низкого, чем первый). Когда напряжение на входе снизится ниже этого второго порога, триггер переключается снова и на выходе устанавливается логический ноль.

Наличие двух порогов называется гистерезисом. Гистерезис увеличивает стабильность работы триггера при напряжениях близких к пороговому. В отсутствии гистерезиса при входных напряжениях, близких к порогу срабатывания любая помеха на входе вызовет многократное переключение триггера, что обычно крайне не желательно. Триггеры Шмидта часто используются для преобразования аналоговых колебаний в прямоугольные импульсы, которые затем уже используются в цифровой технике.

Источники:
http://naf-st.ru
http://www.mirmk.net

среда, 8 апреля 2009 г.

Триггеры. JK-триггер

Как мы видим из рисунка, у JK-триггера пять входов и два выхода. Два входа вам могут быть уже знакомы. Такие входы имеет RS-триггер. Это вход S - служащий для установки триггера в единичное состояние (от Set - установить). И вход R - вход сброса (от Reset - сбросить). Аналогично RS-триггеру у JK-триггера имеется два выхода: прямой и инверсный. Для простоты дальнейшего повествования дадим им названия в соответствии с тем, как их название произносится:

Все, описанные выше входы и выходы, работают точно так же, как и в самом RS-триггере. То есть для нормальной работы на них должен быть подан сигнал логической единицы. При поступлении сигнала логического нуля на вход S, триггер устанавливается в единичное состояние (это, когда на выходе Q - сигнал логической единицы, а на выходе Q - сигнал логического нуля). При поступлении на вход R сигнала логического нуля, триггер сбрасывается в нулевое состояние (на Q - ноль, а на Q - единица).

JK-триггер: А - временная диаграмма работы, Б - условное графическое обозначение, В - схема с четырмя ЛЭ И-НЕ

Логика работы входов J, K и C такова: Если на входе J логическая единица, а на входе K - логический ноль, то по спаду синхроимпульса на входе C триггер установится в единичное состояние. Если на входе J - логический ноль, а на входе K - логическая единица, то по спаду синхроимпульса на входе C, триггер установится в нулевое состояние. В случае, когда и на входе J и на входе K логический ноль, то независимо от состояния сигнала на входе C состояние триггера не меняется. И последний режим работы, когда на обоих входах (J и K) присутствует сигнал логической единицы. В этом случае триггер работает в режиме делителя. Это означает, что при приходе каждого тактового импульса, по его заднему фронту состояние триггера меняется на противоположное. Единичное меняется на нулевое и наоборот.

Такое хитрое управление триггером позволяет иногда простым способом создавать схемы со сложной логикой работы. Для примера рассмотрим схему делителя на 10, собранную на JK-триггерах. Такой делитель по-другому называют декадным делителем или просто декадой.

Схема делителя на JK-триггерах

Перед тем, как начать рассмотрение принципа работы схемы, хочу отметить, что на все свободные входы всех микросхем подается сигнал логического нуля (на схеме не показано). На вход схемы подается тактовые импульсы. На выходе получаем последовательность импульсов, частота которой в 10 раз ниже частоты входного сигнала. Вход "Уст 0" предназначен для начальной установки всех триггеров делителя в нулевое состояние. Рассмотрим подробнее работу схемы. При подаче на вход схемы импульсов с первого по восьмой, декада работает как обычный двоичный счетчик. К моменту подачи восьмого импульса на обоих входах элемента "И" формируется уровни логической единицы. Соответственно на его выходе так же появляется единица и поступает на вход J последнего триггера. В результате чего восьмым импульсом этот триггер переключается в единичное состояние и уровень логического нуля с его инверсного выхода, подаваемый на вход J второго триггера, запрещает его переключение в единичное состояние под действием девятого импульса. Десятый импульс восстанавливает нулевое состояние четвертого триггера, и цикл работы делителя повторяется. На следующем рисунке показаны сигналы на входе схемы и на выходах всех четырех его триггеров.

Временные диаграммы работы делителя

Источники:
http://www.mirmk.net
http://dfe3300.karelia.ru

Триггеры. T-триггер

Триггер типа Т представляет собой устройство с двумя устойчивыми выходными состояниями, сменой которых управляют только по одному входу Т. Подача импульса на этот вход всегда приводит к смене состояния триггера. На выходе Q возникает уровень напряжения, бывший на Q, и наоборот. Отличие T-триггера от D-триггера в том, что вход А элемента DD3 постоянно связан с выходом Q. Работу T-триггера легко понять. Когда Q = 1, состояние другого выхода Q = 0. Так как вход А соединен с выходом Q, то на входе А напряжение низкого уровня. После поступления тактового импульса на вход Т на выходе Q установится напряжение низкого уровня (Q = 0, и Q = 1). При поступлении следующего тактового импульса на входе А уже будет напряжение высокого уровня и произойдет новая смена состояния.

T-триггер: А - временная диаграмма работы, Б - условное графическое обозначение, В - схема с четырмя ЛЭ И-НЕ Состояние T-триггера меняется с поступлением на вход очередного импульса.

Таблица состояний T-триггера имеет следующий вид:

TnQn+1Qn+1
0QnQn
1QnQn

Триггеры. D-триггер

На рисунке изображено схемное обозначение D-триггера. Как мы видим из рисунка, у D-триггера четыре входа и два выхода. Два входа вам могут быть уже знакомы. Такие входы имеет RS-триггер. Это вход S - служащий для установки триггера в единичное состояние (от Set - установить). И вход R - вход сброса (от Reset - сбросить). Аналогично RS-триггеру у D-триггера имеется два выхода: прямой и инверсный.

Все, эти уже нам знакомые входы и выходы, работают точно так же, как и в самом RS-триггере. То есть для нормальной работы на входы R и S должен быть подан сигнал логической единицы. При поступлении сигнала логического нуля на вход S, триггер устанавливается в единичное состояние (это, когда на выходе Q - сигнал логической единицы, а на выходе Q - сигнал логического нуля). При поступлении на вход R сигнала логического нуля, триггер сбрасывается в нулевое состояние (на Q - ноль, а на Q - единица).

Кроме описанных выше входов, D-триггер имеет еще два дополнительных. Это вход данных D (именно он дал название триггеру) и вход синхронизации C. Вход C служит для синхронизации записи логического сигнала поступающего на вход D. Происходит это следующим образом: на вход D подается некий логический уровень. Например, логическая единица. Затем на вход синхронизации подается синхронизирующий импульс. По заднему фронту этого импульса происходит запись сигнала со входа D в триггер. Триггер переходит в единичное состояние. Точно так же, если на вход D триггера ноль подать логический ноль то по спаду синхроимпульса он запишется в триггер.

Задний фронт импульса.
В данном случае под задним фронтом следует понимать момент перехода сигнала на входе C с единичного уровня в нулевой. Переход с нулевого уровня в единичный, называется передним фронтом импульса. Иногда, вместо понятия "передний фронт" импульса употребляют термин "фронт" импульса. При этом вместо понятия "задний фронт" импульса, говорят "спад" импульса. Вход C в данном случае работает не по уровню входного сигнала, как все остальные входы, а срабатывает в момент перехода из одного уровня в другой. Поэтому, такой вход называется импульсным. Импульсный вход, в соответствии с ГОСТом изображается со стрелкой у основания. Так же напомню, что инверсный выход (так же, как и инверсный вход) изображается с кружочком.

Как следует из вышеизложенного, типовой D-триггер, по сути дела, может выступать в роли как RS-триггера, так и собственно в роли D-триггера. При этом функция RS-триггера имеет приоритет. То есть при поступлении, например, на вход установки (S) низкого логического уровня, триггер установится в единичное состояние, не зависимо от состояния сигналов на входах C или D. Тот же принцип приоритета распространяется и на вход R.

Внутреннее строение D-триггера гораздо сложнее, чем, к примеру, RS-триггера. Существует много разных схем его реализации. Ниже приведена одна из таких схем.
Схема триггера двухступенчатая. Первая ступень состоит из двух RS-триггеров (DD1, DD2 и DD3, DD4). Оба триггера замкнуты в кольцо обратной связи (выход DD2 соединен с входом DD3, а выход DD4 с входом DD1). На элементах DD5 и DD6 собрана вторая ступень триггера.

Если на входе C присутствует сигнал логического нуля, происходит запись информации в первую ступень триггера. При этом, в зависимости от сигнала на входе D, изменяется состояние сигналов на выходах элементов DD1 и DD4. На выходах DD2 и DD3, напротив, в этом режиме постоянно присутствует уровни логической единицы.

Если на вход C приходит сигнал логической единицы, то триггеры первой ступени, в зависимости от их состояния в момент прихода этого самого входного импульса, замирают в одном из двух возможных состояний:

Выводы элементовDD1DD2DD3DD4
Первый вариант
1
0
1
0
Второй вариант
0
1
0
1

Одновременно происходит перезапись сигнала из триггеров первой ступени в триггеры второй. Перезапись информации из первой ступени во вторую происходит в момент смены уровня сигнала на входе C с низкого на высокий (то есть, по переднему фронту). Именно поэтому этот вход считается инверсным. Инверсный потому, что в исходном варианте (см. начало этой статьи) запись происходит по заднему фронту. А этот самый исходный вариант считается базовым. Однако, и новую схему легко привести к первоначальной. Достаточно только поставить инвертор по входу C, и мы получим первоначальный результат.

D-триггер широко применяется в цифровой технике. На его основе строятся такие элементы, как счетчики и регистры. Ниже приведена схема включения D-триггера в счетном режиме.

Схема делителя на 2

Не забываем, что для нормальной работы на входы R и S триггера должен быть подан сигнал логической единицы. Для упрощения схемы эти цепи не показаны. Как видно из схемы, инверсный выход триггера (Q) соединяется с его же входом D. На вход синхронизации подаются импульсы некоторой опорной частоты. На выходе формируется сигнал с вдвое меньшей частотой следования.

Рассмотрим работу этой схемы подробнее:
Допустим, что в начальный момент времени D-триггер находится в нулевом состоянии. Это значит, что на его инверсном выходе присутствует сигнал логической единицы. Этот сигнал поступает на D-вход того же триггера. Однако это пока не изменяет его состояние. В момент спада сигнала на входе C произойдет запись в триггер. Он перейдет в единичное состояние. На инверсном выходе появится сигнал логического нуля. В таком состоянии триггер будет находиться до следующего импульса на входе. В момент спада следующего тактового импульса в триггер запишется ноль. В результате от каждого тактового импульса триггер будет переключаться поочередно, то в ноль, то в единицу. Ниже изображены сигналы на входе и на выходе схемы:

Деление входной частоты.

Как хорошо видно из рисунка, частота сигнала на выходе схемы ровно в два раза меньше частоты входного сигнала. Поэтому такая схема включения D-триггера называется делителем. Можно соединить последовательно любое количество делителей. Таким образом, в зависимости от числа последовательно соединенных триггеров, можно создать делитель с коэффициентом деления 2, 4, 8, 16, 32, 64 и т. д. Приведем пример такого делителя:

По другому, такая схема называется двоичным счетчиком импульсов. Недостаток такой схемы - невозможность задать любой (не кратный числу 2) коэффициент деления. Для этого существуют другие, более сложные схемы.

Источник: http://www.mirmk.net

Триггеры. RS-триггер

Триггерами называют электронные устройства с двумя устойчивыми электрическими состояниями. Переключение триггера из одного устойчивого состояния в другое происходит под воздействием входных импульсов. Каждому из двух состояний триггера соответствует свой фиксированный уровень выходного напряжения, что в вычислительной технике широко используется для хранения цифровой информации. В свою очередь, триггеры являются основой счетчиков импульсов, делителей частоты и многих других цифровых микросхем функционального назначения.

В любительской цифровой технике применяют преимущественно так называемые RS-, D- и JK-триггеры и триггер Шмидта.

RS-триггер

RS-триггер - это простейший элемент для хранения информации. Один триггер может хранить 1 разряд двоичного числа или по другому один бит информации. Вообще, что касается понятия "Триггер", так это устройство, которое может находиться в одном из двух устойчивых состояний..
Простейший RS-триггер. Как видите, триггер состоит из двух элементов «И-НЕ». В цифровой технике RS-триггер применяется так часто, что для него появилось специальное схемное обозначение, как для отдельного элемента.

Как видите, триггер состоит из двух элементов «И-НЕ». В цифровой технике RS-триггер применяется так часто, что для него появилось специальное схемное обозначение, как для отдельного элемента (рис 2). Как видно из вышеприведенных рисунков, RS-триггер имеет два входа и два выхода. Вход S (Set) служит для установки триггера в единичное состояние, или по другому для записи в триггер сигнала логической единицы. Вход R (Reset) служит для сброса триггера в нулевое состояние или по другому для записи в триггер сигнала логического нуля. Именно из двух букв - имен двух его входов и получил свое название RS-триггер. Триггер имеет так же два выхода. Выход Q -это так называемый прямой выход триггера. На нем всегда присутствует сигнал, соответствующий записанной в триггер информации. Если в триггере записана логическая единица, то на выходе Q присутствует сигнал логической единицы. Если в триггере ноль, то и на выходе Q ноль. Выход Q - это инверсный выход. Служит для вспомогательных целей (что бы лишний раз не инвертировать сигнал). На этом выходе всегда присутствует сигнал, инверсный по отношению к записанной в триггер информации. То есть, когда триггер в единичном состоянии, на выходе Q логический ноль, а когда триггер в нулевом состоянии, на выходе Q сигнал логической единицы.

Рассмотрим, как работает RS-триггер. Для корректной работы триггера на оба входа (вход R и вход S) должны быть поданы сигналы логической единицы. В процессе работы либо на вход R либо на вход S подается сигнал логического нуля. Одновременная подаяа нулевого сигнала на оба входа не корректна. При использовании триггера разработчик должен позаботиться, что бы такой ситуации по возможности никогда не было (почему станет ясно дальше). После включения питания триггер может находиться в одном из двух устойчивых состояний. Либо на выходе Q логическая единица, а на Q логический 0, либо, наоборот – на Q лог. 0, а на Q лог. 1. Считаетсмя, что одно из этих состояний устанавливается случайным образом. На практике все зависит от быстродействия конкретных логических элементов.

Рассмотрим подробнее одно из таких устойчивых состояний. Допустим на выходе Q логический ноль. Тогда на одном из входов нижнего по схеме элемента будет лог. 0, а на втором лог. 1. Как мы знаем из соответствующей главы, на выходе элемента И-НЕ при этом установился сигнал логической единицы. Этот выход, как мы видим, одновременно является инверсным выходом триггера Q. Эта единица поступает на нижний вход верхнего пол схеме элемента. При этом логическая единица установятся на обоих входах этого элемента. Поэтому, на выходе верхнего по схеме элемента (а значит и на прямом выходе триггера Q) в соответствии с логикой "И-НЕ" появится логический ноль. Но, если вы посмотрите в начало данного абзаца, то увидите, что именно с этого мы начали рассмотрение данного состояния. То есть сигналы поддерживают друг друга и весь триггер находится в устойчивом состоянии. Это состояние не изменяется, если не изменяются сигналы на входах R или S. Легко видеть, что второе состояние (когда на Q – лог. 1, а на Q – лог. 0) точно так же устойчиво, как и первое.

Для перевода триггера из одного состояния в другое, нужно кратковременно подать на один из входов сигнал лог. 0. Допустим, триггер находится в положении, когда на выходе Q лог. 1. Представим, что на вход R подается лог. 0. При этом на входах нижнего, по схеме, элемента вместо двух логических единиц, появятся два разных сигнала. На верхнем входе пока останется лог. 1, а на нижнем будет лог. 0. В следующий момент, в соответствии с логикой работы элемента «И-НЕ» на его выходе сигнал сменится с лог. 0 на лог. 1. Эта единица поступит на нижний вход верхнего, по схеме, логического элемента. Теперь на обоих входах верхнего элемента сигналы лог. 1, а значит, на его выходе тут же появится лог .0. Он поступит на верхний вход нижнего, по схеме, элемента. Теперь, даже после перехода сигнала на входе R обратно, в состояние лог. 1, на выходе нижнего, по схеме, элемента останется лог. 1. Триггер перешел в другое устойчивое состояние. Перевести его обратно можно, подав такой же отрицательный импульс на вход S.

Работа RS-триггера характеризуется следующей таблицей состояний:
RnSnQn+1Qn+1
00QnQn
0110
1001
11неопределенное
состояние

Кроме того существует вариант RS-триггер, т.е. входы срабитывают по лог. 0.
Его таблица состояний:

RnSnQn+1Qn+1
11QnQn
1010
0101
00неопределенное
состояние

В описанных триггерах изменение состояния происходит сразу после изменения состояния на входах R и S. Поэтому такие триггеры называются асинхронными.

Если схему асинхронного триггера немного дополнить, то получим вот такое:

Синхронный RS-триггер на логических элементах И-НЕ

В таком триггере вводится дополнительный вход С, называемый тактовым или синхронизирующим. Изменение состояний триггера происходит при подаче сигналов лог. 1 на входы R и S и последующим воздействием на вход С тактового (синхронизирующего) импульса. Если на тактовый вход импульс не воздействует, то состояние триггера не изменится. Другими словами, изменение состояния триггера происходит под действием синхроимпульса, поэтому такие триггеры называются синхронными.

Такой триггер – простейшее устройство, для хранения одного бита цифровой информации. Один бит – это один двоичный разряд или величина, которая может принимать только два значения (Да и Нет). Состояние бита мы всегда можем видеть на выходе Q. Если триггер хранит единицу, то на выходе Q единица. Если ноль, то на этом выходе ноль. Отсюда становится понятным название входов триггера. S – вход установки триггера в единичное состояние (от английского слова Set – установить). R – вход сброса триггера в нулевое состояние (от слова Reset – сброс). Набрав достаточное количество таких триггеров, можно хранить любое двоичное число.

Правда, RS-триггеры редко используются для хранения двоичных чисел. Для этого существуют другие, более сложные триггеры. Об некоторых из них я расскажу ниже. Однако RS-триггеры тоже находят применение в микропроцессорных устройствах. Чаще всего они применяются в качестве антидребезгового устройства.

В цифровой и микропроцессорной технике часто применяются различные кнопки и контакты. При их помощи на микропроцессорное устройство подаются различные команды. У любого механического контакта есть неприятная особенность.

Он никогда не замыкается и не размыкается сразу. В момент замыкания, когда два контакта еще только, только коснулись друг друга, и еще не плотно прижаты, происходит множественное появление и пропадание цепи. В результате на вход микропроцессорного устройства поступает пачка импульсов. Цифровые и микропроцессорные схемы обладают настолько большим быстродействием, что для них такая пачка импульсов выглядит, как несколько нажатий клавиши. Если бы не применялись антидребезговые устройства, то мы никогда бы не смогли набрать текст на клавиатуре компьютера. При нажатии на каждую клавишу выскакивала бы не одна, а бы несколько одинаковых букв. Ну в клавиатуре компьютера в качестве антидребезгового устройства используются несколько другие принципы (программные).

Источники:
http://www.diagram.com.ua
http://www.mirmk.net
http://dfe3300.karelia.ru

Сокровища Али-Бабы... :)

У каждого радио любителя наверное есть "закрома Родины" полные нужный и по больщей части не нужных вещей, вот и у меня они уже ломяться от всего...


разбирать и сортировать все это лень и когда необходимо что-то найти нужное, то 33 раза вспомнишь чью-нибудь бабушку, пока найдешь...


После таких поисковых операций обычно и появляются упорядоченные микро склады :)


Проведя несколько дней "в бегах" по магазинам Саранска и в собственных завалах деталей нашел большинство компонент для будующего программатора:


Кроме того приобретен весь чипсет для ПК "Специалист":


Собственно процессор КР580ВМ80А (i8080):


ОЗУ (оперативка) на 48КБайт. 8 шт. К565РУ5:


ПЗУ (т.с. SSD :) или "микровинчестер") на 12КБайт. 5шт. К573РФ2 и 1шт. К573РФ5:


Окошки на ИМС для того чтобы можно было стереть информацию с помощью УФ-лампы.
Ну и микросхема ввода\вывода К580ВВ55А:


Такие удобно на LPT-порт IBM PC машин вешать, для управления нагрузками через него.

А это "золотой" усилитель К140УД6, для модуля чтения программ с магнитофона:



P.S.: А еще когда закупался в универмаге нашел там процессор Z80-A, не удержался и взял, тем более что цена им 55 руб.:

понедельник, 6 апреля 2009 г.

Нетбук на базе NVIDIA Tegra

Ура я дожил до этого события первый прототип нетбука на базе NVIDIA Tegra! Осталось дожить до серийного производства и потом до привоза в Россию... :)

А пока о прототипе устройства рассказывают на 3dnews.ru следующее:

"...платформа NVIDIA Tegra, изначально ориентированная на использование в MID-устройствах, вскоре может появиться в устройствах более крупного формата, таких как нетбуки. На выставке CTIA Wireless 2009, на днях прошедшей в Лас-Вегасе, компания NVIDIA показала прототип мобильного устройства на основе HP Mini 1000, оборудованного процессором Tegra вместо привычного Intel Atom.
NVIDIA Tegra netbook

Использование Tegra, по данным источника, позволяет существенно увеличить время автономной работы нетбуков. Если сегодня типичный “атомный” нетбук может работать без подзарядки около 6-9 часов (при использовании штатных аккумуляторов), то с Tegra время автономной работы может достигать 10-15 часов, то есть почти в два раза больше. Более того, нетбуки на базе Tegra будут также отличаться меньшей ценой. Типичный нетбук на основе платформы NVIDIA будет стоить от $99 до $199.

NVIDIA Tegra netbook

К сильным сторонам таких нетбуков будут относиться высокая производительность при работе с флэш-контентом, а также возможность воспроизведения видео формата Full HD 1080p. NVIDIA Tegra может использоваться с операционными системами Windows CE и Linux-дистрибутивами, включая Google Android."

Напомню что Tegra согласно статье в 3dnews.ru это SoC ("компьютерах-в-чипах") ARM платформа со следующими свойствами:

"...«сердцем» чипов Tegra является ядро ARM11. Помимо этого, в чипе, по размерам не превышающим габариты монетки номиналом в 10 центов, нашлось место для графического процессора GeForce, набора памяти, аппаратной составляющей для работы с медиа. Также известно, что процессор ARM будет работать на частоте 800 МГц. "

"...аппаратные возможности Tegra 600 и Tegra 650 позволяют комфортно играть в игры класса Quake 3 на максимальных настройках. Имеется также поддержка 1080p, HDMI, дисплеев WSXGA+, NTSC/PAL TV, USB. Не секрет, что новинки будут «затачиваться» под Windows CE или Windows Mobile, однако не исключается возможность работы с ОС Android.

Новость дня: NVIDIA Tegra официально

Представители NVIDIA не упустили возможности похвастаться, что по размерам чипы Tegra в 10 раз меньше и без того миниатюрных процессоров Atom от Intel. Низкий уровень энергопотребления Tegra позволяет просматривать до 30 часов HD-видео или слушать музыку в течение 130 часов без подзарядки."

Новости *nix

Наработки Debian GNU/kFreeBSD включены в основной архив пакетов

В официальную инфраструктуру пакетов "unstable" и "experimental" веток Debian GNU/Linux интегрирована поддержка неофициальных архитектур kfreebsd-i386 и kfreebsd-amd64, представляющих собой попытку совместить ядро FreeBSD с пользовательским окружением на базе glibc и GNU-утилит. В репозиторий интегрирован код пакетов с ядром FreeBSD 6.3 (kfreebsd-source-6.3) и FreeBSD 7.1 (kfreebsd-source-7.1).

В ближайшее время ожидается добавление в архив пакетов freebsd-libs, freebsd-utils и libfreebsd, freebsd-hackedutils, kfreebsd-loader, а также исправление ряда ошибок в пакетах coreutils и util-linux. После этого на ftp.debian.org будет размещена установочная сборка kfreebsd-архитектур для тестовой ветки Debian Squeeze.

Добавление данных архитектур в основной архив пакетов фактически означает их официальное признание, возможность сборки минимум 95% всех пакетов дистрибутива и требование поддержки со стороны мантейнеров пакетов. Кроме того, ожидается включение kfreebsd-i386 и kfreebsd-amd64 в список официальных архитектур будущего релиза Squeeze, идущего на смену Debian Lenny.

Источник: http://www.opennet.ru

Вариант Ubuntu для работы под управлением Windows

Разработчики проекта "Portable Ubuntu for Windows", использовав CoLinux (Linux ядро адаптированное для работы в Windows), Xming (X-сервер для Windows) и Windows порт звукового сервера PulseAudio, создали сборку Ubuntu интегрируемую в Windows. Ubuntu приложения доступны для запуска, через дополнительную управляющую панель, но после запуска работают как отдельно запущенные win32 приложения (в панели задач и в трее Windows выглядят как отдельные процессы), имеющие доступ к файловой системе Windows (/mnt/C) и интегрируемые в общее десктоп окружение.

Дистрибутив оформлен в виде одного исполняемого exe-файла размером 440Мб, включает типичный базовый набор Linux приложений (Firefox, Pidgin, Audacity, GIMP и т.п.), и не требует для своей работы какой-либо настройки, что идеально подходит для его использования в демонстрационных целях (по умолчанию пользователь работает под логином pubuntu, пароль для выполнения sudo - 123456). При необходимости можно установить любое приложение из стандартных репозиториев Ubuntu.

Из ранее выпущенных Linux дистрибутивов, ориентированных исключительно на работу внутри Windows, можно отметить andLinux и Ulteo Virtual Desktop.

Источник: http://www.opennet.ru

Венгерское правительство закупит Open Source для госучреждений

Венгерское правительство намерено объявить тендер на закупку программного обеспечения с открытым исходным кодом для образовательных учреждений и некоторых государственных ведомств. На проект будет выделено 12 миллиардов форинтов (около 52 млн USD).
Об этом на пресс-конференции объявил Ференц Байя (Ferenc Baja), заместитель министра по информационным технологиям. Цель мероприятия — способствовать честной конкуренции на рынке и развитию местных компаний. В тендере смогут принять участие любые Open Source-разработчики.
Кроме того, в правительстве Венгрии намерены возобновить Open Source-инициативу «Центр компетенции программного обеспечения», которая стартовала в 2004 году, но была приостановлена уже через год. Этот центр будет помогать предприятиям переходить с проприетарного ПО на Open Source.
Интересно, что в январе этого года три венгерские компании подали в Европейскую комиссию жалобу, где обвиняют свое правительство в нечестных закупках программного обеспечения. По их мнению, у правительства просматривается явная склонность к закупке проприетарного ПО от Microsoft.

Источник: http://www.nixp.ru


Авторы PocketBook начинают сотрудничество с Open Source-сообществом


Украинская компания MOST Publishing, производитель электронной книги PocketBook, объявила о том, что начинает сотрудничество с сообществом сторонников открытого и свободного программного обеспечения (FOSS) по разработке прошивок для электронных книг.
Как сообщается, цель Open Source-инициативы украинской компании — активное сотрудничество с сообществом и совместная разработка ПО. Для этого приглашаются все желающие улучшить или доработать существующую прошивку и создавать новые приложения для электронной книги. Компания гарантирует, что наиболее интересные и стабильные доработки будут попадать в официальную прошивку.
На хостинге Open Source-проектов SourceForge от имени MOST Publishing уже опубликованы исходные коды таких пакетов, как fbreader-pocketbook и djviewer, а также обнародован комплект разработчика для Windows (SDK). В ближайшее время будут доступны и другие свободные приложения, используемые в электронной книге.

Источник: http://www.nixp.ru



суббота, 4 апреля 2009 г.

Язык программирования Ada для AVR

Вышел релиз версии 4.0 языка программирования AVR-Ada, что позволяет писать приложения для AVR не только на Си, бейсике или Паскале, но и на этом, очень серьезном языке.

Проект охватывает все большее число моделей новых МК семейства AVR, в том числе и самых новых.
Подробности о проекте AVR-Ada можно найти на официальной страничке проекта на sourceforge.net.
В качестве примера на сайте приведено фото дешевого AVR-Batterfly, вероятно, с запущенным приложением на этом языке.

Система AVR-ADA предназначена только для ОС Линукс, что несколько сужает круг разработчиков. Однако сам факт существования и развития этого проекта очень показателен. Язык Ада предназначен для создания и последующей поддержки больших программных систем, состоящих из модулей, разработанных различными командами разработчиков. Работа ведется в рамках проекта GNAT, аа русском языке о системе GNAT и опыте применения языка Ада можно прочитать здесь.

Свое название язык Ада получил в честь первого в мире программиста. Показательно, что это была женщина, дочь английского поэта лорда Байрона Ада Лавлейс.

Была ли проверена эта первая программа в свое время, неизвестно, однако не так давно группа энтузиастов создала симулятор той первой машины и запустила ту самую первую в мире программу. И она заработала! В ней не было ошибок. Единственная обнаруженная (еще при анализе текста программы) ошибка была признана опечаткой наборщика, который втемную набирал абсолютно непостижимый для него текст.

Язык Ада был создан в 80-х годах 20-го века по заказу министерства обороны США, столкнувшегося с проблемой несовместимости ПО, накопившегося за многие годы. Новый язык был призван ликвидировать это безобразие, для чего все его реализации, прежде чем получить статус "компилятор Ада", должны был пройти проверку набором из большого количества постоянно совершенствующихся тестовых программ, часть которых должна быть откомпилирована, а часть - отвергнута как содержащие ошибку.

Это позволило в каждый момент времени иметь набор компиляторов, выдающих абсолютно совместимые между собой программные модули.

Интересно, что язык Ада был стандартизован и в СССР, чему подтверждением является существование документа ГОСТ 27831-88. Его наличие наводит на размышления...

Источник: http://ironfelix.ru

PropIRC – полноценный IRC-чат без компьютера

Internet Relay Chat, известный как IRC, является очень популярным протоколом не только для любителей поболтать в чате, но и для профессионального общения в сети. Он широко используется в игровых сообществах и в работе над open source проектами. Большинство пользователей, как правило, стараются быть постоянно подключенными к каналам IRC. Это позволяет им сохранять логи чата, чтобы не пропустить ничего важного. Но всё время иметь включённым персональный компьютер для удержания соединения с сервером может быть очень дорогостоящим делом. Конечно, существуют и альтернативные решения этой задачи, но они не всегда приемлемы. В этом случае, выходом из ситуации может быть устройство PropIRC.

PropIRC - плата устройста
PropIRC - проект в сборе
PropIRC реализует минимальный сервис подключения непосредственно к удаленным серверам IRC через стандартное Ethernet-соединение. Требуется только два внешних устройства: VGA-монитор и PS/2-клавиатура. Такая структура устройства значительно уменьшает затраты на потребляемую электроэнергию и обеспечивает простой и быстрый доступ к IRC без необходимости использования настольного ПК или ноутбука.

Пользовательский интерфейс

  • текстовый интерфейс, с чистой цветовой гаммой
  • простой, интуитивно понятный клавиатурный интерфейс
  • встроенный HTTP-сервер для удалённого подключения
  • простые параметры для конфигурации
Аппаратная часть
  • 10Mbps Ethernet-соединение
  • VGA-выход 1024x768 для подключения монитора
  • стандартный вход для PS2-клавиатуры
  • конфигурация хранится в EEPROM-памяти
  • компактная печатная плата 2x2 дюйма
Программная часть
  • модульная структура, использующая объекты
  • TCP/IP-стек для интернет-подключения
Поддерживаемые команды
  • /nick – сменить ник
  • /join – подключиться к каналу
  • /part – покинуть канал
  • /quit – отключиться от сервера
  • /msg – отослать приватное сообщение
  • /set – изменить/просмотреть текущие установки
  • … и многие другие команды IRC-сервера
Комплект документации, достаточный для повторения PropIRC:

Источник: harrisonpham.com

Ёмкостной музыкальный интерфейс Ренди Джонса

Ренди Джонс (Randy Jones) в рамках своей магистратуры (M. Sc.) в университете штата Виктория (США) разработал и сконструировал чувствительный к тактильным воздействиям музыкальный интерфейс (тач-панель) стоимостью 50 долларов, способный запросто «тягаться» с известными и дорогими аналогами. Попробуйте сделать его собственными руками – это не сложно. Особо продвинутые в радиотехнике могут ознакомиться с его диссертацией, она стоит этого, поверьте. Помимо информации о своей собственной разработке, Ренди описывает также множество сторонних разработок, подробно вдаётся в детали их принципа работы и рассказывает о многих нюансах и истории их создания.

По сути Ренди создал двумерный сенсор, распознающий усилие нажатия. Его изобретение примечательно тем, что, с одной стороны, открывает широчайшие возможности, а с другой — является относительно простым и понятным. Ещё одна важная деталь — его сенсор является полностью аналоговым и пассивным (он не требует никаких источников питания и не содержит никаких электрических схем).

Суть изобретения такова. Ренди взял несколько отрезков медной ленты, и расположил их горизонтально (назовём их «строками») один под другим. Далее, он подложил под них резиновый лист (диэлектрик), а под резиновый лист ещё один такой же набор полосок, но уже вертикально («столбцы»). В результате, между пересечением каждого столбца снизу и строки сверху образуется ёмкость. Теперь, если на «строки» подать высокочастотный сигнал, то в зависимости от расстояния между клеммами конденсатора (т. е. в зависимости от расстояния между полосками сверху и снизу резинового листа), на полосках снизу можно регистрировать сигнал разной амплитуды. Частота сигнала, подаваемого на «полоски», варьируется от 10kHz до 20kHz. Нажатие пальцем на верхнюю поверхность этого сенсора приводит к изменению ёмкости и, соответственно, к изменению сигнала, регистрируемого на электродах нижней поверхности.

Сенсорная панель

Такая конструкция позволяет очень точно определять, где и как сильно «продавлен» сенсор, иными словами, конструкция позволяет очень точно определять координаты X, Y и Z (усилие). Более того, за счёт подачи сигналов разных частот, сенсор позволяет определять не одно, а сразу несколько одновременных нажатий в разных местах.

Графики моделирования работы сенсорной панели

Далее, сигнал с координатами X-Y-Z подаётся в компьютер и используется в качестве, скажем, управляющего по MIDI. Алгоритм обработки сигналов с электродов доступен в виде исходника на C: 2up.jit.centroids (zip, 4.2KB). На видео Ренди сам всё очень подробно и наглядно рассказывает.




Multitouch Prototype 2 from Randy Jones on Vimeo

Источник http://delanet.ru

среда, 1 апреля 2009 г.

Цифровые логические элементы

Итак у нас есть куча схем для нашего БК и достаточно подробное описание работы, но понятнее от этого нам не становится если мы не знаем как работают ИМС (интегральные микросхемы). И так давайте устраним это недоразумение...

Классификация и основные параметры.

Цифровые логические элементы на интегральных микросхемах (ИМС) — это микроэлектронные изделия, предназначенные для преобразования и обработки дискретных сигналов. В зависимости от вида управляющих сигналов цифровые ИМС можно разделить на три группы: потенциальные, импульсные и импульсно-потенциальные.

Подавляющее большинство логических элементов относится к потенциальным, в них используются только потенциальные сигналы и совсем не используются импульсные сигналы.

В импульсных цифровых ИМС используются только импульсные сигналы и совсем не используются потенциальные. В таких ИМС управление осуществляется по перепаду потенциала во время импульса. При этом могут использоваться как положительные перепады так и отрицательные.

В импульсно-потенциальных ИМС могут использоваться как потенциальные, так и импульсные сигналы. При этом импульсные входы, управляемые перепадом напряжения, обозначают косой чертой, указывающей направление перепада напряжения (/ или \).

Все логические элементы описываются набором параметров, которые оговорены в технических условиях (ТУ). Использование параметров, не записанных в ТУ, не разрешается, так как в процессе совершенствования изделия они могут изменяться. К основным параметрам логических элементов относятся:
- набор логических функций;
- число входов по И и по ИЛИ;
- коэффициент разветвления по выходу;
- потребляемая мощность;
- динамические параметры: задержка распространения сигнала и (или) максимальная частота входного сигнала.

В табл. приведены основные логические функции, обозначения соответствующих элементов и их схемы.

Логические операции с цифровыми сигналами.
где А и В - входные сигналы, f - выходной итоговый сигнал.

Отрицание. Операция «НЕ»
A_|_f=not A
0_|_1
1_|_0

Конъюнкция (логическое умножение). Операция «И»
A_|_B_|_f=A and B
0_|_0_|_0
1_|_0_|_0
0_|_1_|_0
1_|_1_|_1

Дизъюнкция (логическое сложение). Операция «ИЛИ»
A_|_B_|_f=A or B
0_|_0_|_0
1_|_0_|_1
0_|_1_|_1
1_|_1_|_1

Инверсия функции конъюнкции. Операция «И-НЕ»
A_|_ B_|_f=not(A and B)
0_|_0_|_1
0_|_1_|_1
1_|_0_|_1
1_|_1_|_0

Инверсия функции дизъюнкции. Операция «ИЛИ-НЕ»
A_|_ B_|_f=not(A or B)
0_|_0_|_1
0_|_1_|_0
1_|_0_|_0
1_|_1_|_0

Сложение по модулю 2. Операция «Исключающее ИЛИ»
A_|_B_|_f=A xor B
0_|_0_|_0
0_|_1_|_1
1_|_0_|_1
1_|_1_|_0


Число входов по И и по ИЛИ лежит в пределах от 2 до 16. Если имеющегося числа входов недостаточно, то для их увеличения используются интегральные схемы расширителей по ИЛИ, обозначаемые ЛД.

Коэффициент разветвления по выходу характеризует нагрузочную способность логического элемента и определяется количеством входов однотипных элементов, которые можно подключить к выходу.

Сигнал на выходе логического элемента задерживается относительно входного сигнала. Эта задержка определяет не только быстродействие цифровых схем, но и их работоспособность.
Мощность, потребляемая логической ИМС, обычно зависит от сигналов, поданных на входы. Для сравнения потребляемой ИМС мощности пользуются понятием средней мощности Pср. потребляемой базовым логическим элементом во включенном и выключенном состояниях. Это позволяет сравнивать по потребляемой мощности логические ИМС различных серий.

Серийные логические ИМС.

В зависимости от технологии изготовления логические ИМС делятся на серии, отличающиеся набором элементов, напряжением питания, потребляемой мощностью, динамическим параметрам и др. Наибольшее применение получили серии логических ИМС, выполненные по ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика), ЭСЛ (эмиттерно-связанная логика) и КМОП (комплементарная МОП логика) технологиям. Каждая из перечисленных технологий совершенствовалась, поэтому в каждой серии ИМС имеются подсерии, отличающиеся по параметрам.

ТТЛ

В ИМС, выполненных по технологии ТТЛ, в качестве базового элемента используется многоэмиттерный транзистор. Многоэмиттерный транзистор (МЭТ) отличается от обычного транзистора тем, что он имеет несколько эмиттеров, расположенных так, что прямое взаимодействие между ними исключается. Благодаря этому переходы база-эмиттеры МЭТ можно рассматривать как параллельно включенные диоды.

ИМС, выполненных по технологии ТТЛ, использовался сложный инвертор с двуполярным ключом, а для исключения насыщения МЭТ применялись диоды Шотки с малым падением напряжения в прямом направлении (ТТЛШ).

Первым разработчиком ИМС по технологии ТТЛ является фирма Теха Instruments, которая выпустила ИМС серии SN74. Дальнейшие усовершенствования этой серии были направлены на повышение быстродействия и снижение потребляемой мощности. В табл. приведены серии отечественных микросхем их соответствие различным сериям микросхем SN74/54.

Основные параметры ИМС ТТЛ различных серий.

Таблица соответствия.

Обозначения: L (low) - маломощная серия, Н(high) - быстродействующая серия, LS (low, Shottky) - маломощная с диодами Шотки, S (Shottky) - с диодами Шотки, ALS - усовершенствованная с диодами Шотки, F (fast) - сверхбыстродействующая.

По сочетанию параметров наибольшее распространение получили ИМС серии SN74L(серия 555). ИМС этой серии работают при напряжении питания +5 В разброс 5%.

ЭСЛ

В ИМС, выполненных по технологии ЭСЛ, в качестве базового элемент используется дифференциальный усилитель. Упрощенная схема логической элемента ИЛИ-НЕ с дифференциальным усилителем приведена на рис.


Большое быстродействие ИМС ЭСЛ обусловлено тем, что в этих элементах транзисторы работают в ненасыщенном (линейном) режиме. На выходе элемента применяется эмиттерный повторитель, который обеспечивает быстрый заряд емкости нагрузки.

Дифференциальный усилитель выполнен на транзисторах VT1 ... VT3, а эмиттерный повторитель на транзисторе VT4. Выходной сигнал можно снимать с инверсного выхода ДУ, как приведено на рисунке, что обеспечивает операцию НЕ, так и с неинверсного выхода (с коллектора VT3), что обеспечивает выполнение операции ИЛИ без инверсии.

Повышение быстродействия в этих элементах достигается также ограничением перепада выходного напряжения, что связано с уменьшением помехоустойчивости

Серия и основные параметры ИМС ЭСЛ

ИМС ЭСЛ. Для ограничения перепада выходного напряжения используются источники опорного напряжения Еоп и смещения Eсмю Все входы дифференциального усилителя подключены через резисторы Rб к источнику питания, что позволяет неиспользуемые входы ИМС оставлять неподключенными.

Первым разработчиком ИМС по технологии ЭСЛ была фирма Motorola, которая выпустила серию ИМС МС 10000 (МС10К). Микросхемы серий 500 и 1500 имеют несколько отличающиеся напряжения питания (-5,2В и -4,5В), однако по уровням входных и выходных логических сигналов они совместимы. Напряжение логического нуля равно -1,8В, а напряжение логической единицы равно -0,9 В.

КМОП

В ИМС, выполненных по технологии КМОП, в качестве базового элемента используются ключевые схемы, построенные на комплементарных МОП-транзисторах.


На рис. приведена схема логического элемента И-НЕ, выполненного по технологии КМОП. Эта схема состоит из двух групп ключей на полевых транзисторахVT1, VT2 и VT3. Каждая группа управляется одним сигналом Х1 или Х2.

Применение полевых транзисторов с изолированным затвором обеспечивает высокое входное сопротивление микросхем КМОП. Благодаря малой входной емкости и высокому сопротивлению микросхемы КМОП чувствительны к статическому электричеству. Пробой изоляции под затвором происходит при напряжении около 30В, в результате чего транзистор повреждается.

Серии логических ИМС КМОП

Защита входов ИМС КМОП осуществляется с помощью встроенных диодов или стабилитронов, подключенных к линиям питания ИМС.

Достоинствами ИМС КМОП являются малая потребляемая мощность и высокая помехозащищенность в сочетании с высоким быстродействием и нагрузочной способностью. Питание таких ИМС производится от источника напряжения +5...+15В.

Разработка первых ИМС КМОП серии CD4000 была выполнена фирмой RCA в 1968 г. Позднее эта фирма выпустила еще две серии усовершенствованных ИМС CD4000A и CD4000B. По сравнению с ИМС ТТЛ микросхемы КМОП имеют следующие достоинства:
- малая потребляемая мощность в диапазоне частот до 2 МГц (мощность в статическом режиме не превышает 1 мкВт);
- большой диапазоне напряжений питания (от 3 до 15 В);
- очень высокое входное сопротивление (больше 1 МОм);
- большая нагрузочная способность (коэффициент разветвления больше 50). К недостаткам ИМС КМОП относятся:
- большие времена задержки (до 100нс);
- повышенное выходное сопротивление (до 1 кОм);
- значительный разброс всех параметров.

Основные параметры ИМС КМОП

Уровни выходных сигналов зависят от напряжения питания.
Совершенствование технологии ИМС КМОП привело в настоящее время к тому, что характеристики наиболее быстродействующих ИМС КМОП серии 54НС практически сравнялись с характеристиками ИМС ТТЛ серии SN74TS.

Подробные характеристики ИМС:
"Сравнительные характеристики семейства логических ИМС" http://dump.ru/file/2332846