Mantık yongaları. 1.Bölüm

Mantık çipleri hakkında giriş makalesi. Sayı sistemlerini ve bir ikili sayının elektrik sinyallerini kullanarak temsilini açıklar.

Modern dijital entegre devre, gövdesi belirli bir düzende bağlı aktif ve pasif elemanlar içeren minyatür bir elektronik ünitedir. Bunlar transistörler, diyotlar, dirençler ve kapasitörlerdir.

Modern mikro devrelerdeki element sayısı birkaç yüz bin hatta milyonlarca elemente ulaşabilir. Sadece hatırla mikroişlemciler, mikrodenetleyiciler, bellek yongaları.

Tüm modern mikro devreleri listelemek için bir makaleye değil, oldukça kalın bir kitaba ihtiyacınız olacak. Bu yazıda, esas olarak küçük ve orta dereceli entegrasyonun mikro devrelerini ele alacağız. basit mantık elemanları.

Yaklaşık yirmi yıl önce Entegre Devreler (LSI)Kural olarak, üretim sürecinde kendilerine gömülü işlevi yerine getirdiler. Bir mikro devrede bir mikro hesap makinesi, bir saat veya bir elektronik bilgisayarın (bilgisayar) bir düğümü gizlenebilir.

Şu anda yaygın her türlü mikrodenetleyici: gibi basit bir cihaz bile Çin yapımı Noel çelenk programlanmış bir mikrodenetleyiciden başka bir şey yoktur.

Elektronik saatler, ev zamanlayıcıları, çeşitli konuşma ve şarkı söyleme oyuncakları da ilgili mikrodenetleyiciyi programlayarak elde edilir. Ya da, herkes şimdi duyduğu gibi, yanıp sönüyor.

Başka bir deyişle programlanmış kontrolör Bu, geliştirici için gerekli özelliklere sahip cihazın elde edileceği disktir. Ve bu evrenselliğe rağmen, mikrodenetleyicinin giriş ve çıkış sinyalleri küçük ve orta dereceli entegrasyonun dijital mikro devreleriyle aynıdır. Bu nedenle, zaten eski ve unutkan unsurlar hakkında bilgi sahibi olmadan, gidecek hiçbir yol yoktur.

İşin merkezinde dijital devreler ikili sayı sistemi. Aynı zamanda modern kişisel bilgisayarların ve tüm bilgi işlem ve iletişim sistemlerinin çalışmasının temelini oluşturur.

Günlük yaşamda, on basamak 0 ... 9 içeren ondalık sayı sistemini kullanıyoruz. Böyle bir sistem ortaya çıktı çünkü her insanın elinde on parmak var. Kuzeydeki bazı halklar yirmi kadar saydı ve yirmi sayıya "bütün insan" deniyordu.

On artık bir rakam değil, on ve sıfır birimden oluşan bir sayıdır: 10 = 1 * 10 + 0 * 1. Aynı şekilde, 640 sayısı altı yüz + dört on + sıfır birim veya 640 = 6 * 100 + 4 * 10 + 0 * 1 sayıları şeklinde olacaktır.

Böyle bir sisteme ondalık konum denir, yani. deşarjın ağırlığı sayıdaki konumuna bağlıdır. Bunların birimler, onlarca, yüzlerce, binlerce, on binlerce, yüz binlerce ve benzeri olacağını fark etmek kolaydır.

İkili sistemde, bir sayı tam olarak aynı şekilde elde edilir, ancak on değil iki ve derecesi temel olarak kullanılır. Yani, 1, 10, 100, 1000, 10000 vb., Ama 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128. Sonraki her bir sayı, bir öncekini sistemin tabanı ile çarparak elde edilir (bu durumda 2 ile), yani öncekini bir sonraki dereceye yükseltmek. Ondalık sistem için, sayı sisteminin tabanı on olduğundan önceki her sayı on ile çarpılır.

Sekiz bitlik bir ikili sayı kullanarak (bilgisayar teknolojisinde bayt çağrılır) 0 ... 255 aralığındaki ondalık sayıları veya 0000 0000 ... 1111 1111 (b) ikili sayılarını temsil etmek mümkündür.

Yukarıda belirtilen 640 sayısı, 640 = 10 1000 0000 (b) girişine veya önceki örnekteki gibi

640=1*512+0*256+1*128+0*64+0*32+0*16+0*8+0*4+0*2+0*1.

(b) kaydın sonunda sayının ikili olduğunu gösterir.Bu girişin doğruluğunu doğrulamanın en kolay yolu Windows hesap makinesidir. Bu kodlama bilgisinin bilgisayarlar için çok uygun olduğu ortaya çıktı, çünkü sıfırı birinden ayırmak, açık bir kontaktan kapalı bir kontak veya soyu tükenmiş bir lambadan yanan bir lamba kadar basittir.

İkili bilgi elektrik sinyalleri kullanılarak iletilirse, sadece iki voltaj seviyesi gereklidir. Kural olarak, daha pozitif (yüksek) ve daha az pozitif veya hatta negatif (sıfır).

Çoğu zaman, yüksek seviye voltajı mantıksal bir birim olarak kabul edilir ve düşük seviye voltajı mantıksal sıfır olarak kabul edilir. Sonra olumlu mantıkla uğraştığımızı söylüyorlar.

Ek olarak, negatif mantık da vardır: yüksek seviye voltajı mantıksal 0 ve düşük seviye mantıksal bir birimdir. Bu yazıda sadece pozitif mantığı ele alacağız.

Radyo amatörleri arasında en yaygın ve popüler olanlardan biri K155 serisinin mikro devreleri. Onlar için, mantık sıfır voltajı 0 ... 0.4V seviyesindedir ve mantıksal birim 2.4 ... 5.0V'dir. Bu, bu seri için nominal besleme voltajının yüzde + - on toleransla 5V olmasına rağmen.

Farklı bir besleme voltajına sahip diğer mikro devreler serisi için, bu sayılar elbette farklıdır, ancak aynı seri içinde değişmez. Kabaca, çoğu mikro devre serisindeki mantıksal birimin voltajının, besleme voltajının yarısından tam besleme voltajına kadar olduğunu söyleyebiliriz.

Örneğin, besleme gerilimi + 15V olan K561 serisi mikro devreler için, mantıksal bir birimin gerilimi + 7.5 ... 15V aralığında olacaktır. K561 serisi, 3 ... 15V arasında bir besleme gerilimi ile çalıştırılabilir. Bu durumda, mantıksal birimin voltajı yukarıda belirtilen sınırlar dahilinde olacaktır.

K155 serisini kullanan mantıksal devrelerin tanımını en yaygın olarak ele alacağız ve çalışırken özel önlemler gerektirmeyeceğiz.

Bu çip serileri işlevsel olarak tamamlandı ve yaklaşık 100 ürün içeriyor. Bu, bu seri ile en karmaşık mantıksal işlevi bile uygulayabileceğiniz anlamına gelir.

Bir sonraki makalede, dijital mikro devrelerin çalışması ve cihazı ile tanışacağız. Bu tanımaya en basit fonksiyonları uygulayan mantık elemanları ile başlayacağız. Boolean cebiri (mantık cebiri).

Boris Aladyshkin

Makalenin devamı: Mantık yongaları. Bölüm 2 

E-kitap -AVR Mikrodenetleyicileri için Başlangıç ​​Kılavuzu

Comments

[#1 Alexey]

Bu durumda, K561 ve K155 serisi yongaların sadece besleme voltajında ​​farklı olduğu ortaya çıkıyor, ancak aynı işlevi yerine getiriyor mu?