Extras din laborator
Introducere in proiectarea
circuitelor logice
1.1 Reprezentarea digital.
In studiul circuitelor digitale, anumite elemente de baz. sunt folosite cu prec.dere, si
este necesar. cunoasterea lor, ca un punct de pornire, ca un bagaj minim de cunostin.e,
pentru in.elegerea aspectelor legate de aceste sisteme (structur., func.ionalitate, principii de
proiectare si realizare). In acest sens, dou. categorii de no.iuni de baz. trebuiesc cunoscute,
si anume elemente de algebr. si elemente de logic., corelate cu tipurile uzuale de circuite
logice TTL1 (circuite integrate SSI 2 - por.i, bistabile etc, cat si circuite integrate MSI3 -
registre, multiplexoare, decodificatoare, circuite PLD4, etc).
Logica digital. disimuleaz. capcanele lumii analogice prin transformarea mul.imii
infinite de valori reale ce pot fi luate de m.rimile fizice in dou. submul.imi c.rora le corespund
doar dou. valori numerice sau valori logice posibile . 0 si 1. O valoare logic., 0 sau 1, este
denumit. cifr. binar. sau bit. Dac. o aplica.ie necesit. mai mult de dou. valori discrete se
pot folosi bi.i suplimentari, cu o mul.ime de n bi.i putand fi reprezentate 2n valori diferite.
In tabelul 1.1 sunt prezentate cateva exemple de fenomene fizice cu ajutorul c.rora se
pot reprezenta bi.i in unele tehnologii digitale moderne. Cele mai multe fenomene prezint. o
regiune de nedeterminare intre st.rile de 0 si 1 (cum ar fi o tensiune de 1,8 V, o lumin. slab.,
un condensator inc.rcat pu.in etc.). Aceast. regiune de nedeterminare este necesar. pentru
ca st.rile de 0 si 1 s. poat. fi definite riguros si detectate totdeauna corect. Rezultatele pot fi
alterate cu usurin.. de c.tre zgomot dac. limitele ce separ. st.rile de 0 si 1 sunt prea
apropiate.
In cazul circuitelor logice electronice cum sunt CMOS5 si TTL, se utilizeaz. adesea, in
loc de 0 si 1, indicativele:
. L (LOW) . semnal cu valori cuprinse in domeniul valorilor algebrice mici, care sunt
interpretate ca 0 logic.
. H (HIGH) . semnal cu valori cuprinse in domeniul valorilor algebrice mari, care sunt
interpretate ca 1 logic.
Atribuirea valorii 0 st.rii LOW si a valorii 1 st.rii HIGH pare ceva firesc si se numeste
logica pozitiv., iar cel.lalt mod de atribuire, 1¨LOW si 0¨HIGH, este utilizat mai rar si se
cheam. logica negativ..
1 Transistor-Transistor logic
2 Small-Scale Integration
3 Medium-Scale Integration
4 Programmable Logic Devices
5 Complementary Metal-Oxid-Semiconductor
2 Proiectare Logic.
Starea ce Tehnologia reprezint. un bit
0 1
Logic. pneumatic. Fluid la presiune joas. Fluid la presiune inalt.
Logic. de relee Circuit deschis Circuit inchis
Logic. metal-oxid-semiconductor
complementar. (CMOS) 0 . 1,5V 3,5 . 5,0 V
Logic. tranzistor-tranzistor (TTL) 0 . 0,8 V 2,0 . 5,0 V
Fibre optice Intuneric Lumin.
Memorie dinamic. Condensator desc.rcat Condensator inc.rcat
Tabel 1.1 St.ri fizice care pot reprezenta bi.i in diverse logici de calcul.
1.1.1 Niveluri logice
Elementele logice abstracte lucreaz. cu cifre binare 0 si 1, ins. circuitele logice reale
prelucreaz. semnalele electrice, cum ar fi nivelurile de tensiune. Oric.rui circuit logic ii este
caracteristic un domeniu de tensiuni ce se interpreteaz. ca 0 logic sau ca 1 logic. In figura 1.1
sunt prezentate nivelurile de tensiune pentru familiile de circuite integrate TTL si CMOS.
Orice semnal care are tensiunea in interiorul acestor intervale este interpretat ca 0 logic,
respectiv 1 logic.
Nivelurile logice 0 si 1 pot fi generate de tranzistorii bipolari sau cu efect de camp care
lucreaz. in regim de comuta.ie intre cele dou. st.ri extreme: saturat-blocat, respectiv
deschis-inchis. Timpul necesar tranzi.iilor dintre st.ri se numeste timp de comuta.ie.
Intr-un circuit digital informa.ia aplicat. la intrare trece prin mai mul.i tranzistori in
traseul ei spre iesire, iar timpii de comuta.ie se cumuleaz.. Timpul necesar unei informa.ii (de
exemplu o tranzi.ie 0¨1) pentru a ajunge de la intrare la iesire se numeste timp de
propagare.
Familia TTL
VCC [V] VDD [V]
0 LOGIC
1 LOGIC
0 LOGIC
1 LOGIC
Figura 1.1 Intervalele de tensiune pentru
familiile TTL si CMOS.
Familia CMOS
Laborator 1. Introducere in proiectarea circuitelor logice 3
1.1.2 Defini.ia unui semnal digital
Informa.iile pe care le percepem de la fenomenele din jurul nostru sunt in general
analogice. Transformarea unui semnal din form. analogic. in form. digital. (digitizarea)
presupune dou. etape prezentate si in figura 1.2:
. esantionarea . gcitireah valorii analogice la intervale de timp egal distan.ate intre ele
(Ts
. timp de esantionare). Semnalul ob.inut este tot intr-o reprezentare analogic. dar
este un semnal esantionat;
. cuantificarea . fiec.rui esantion i se atribuie un cod numeric care con.ine doar dou.
simboluri, 0 si 1. Codul numeric este in direct. leg.tur. cu valoarea analogic. a
esantionului c.ruia i se asociaz.. Cel mai frecvent este folosit codul binar.
Pentru ca informa.iile digitale astfel ob.inute s. poat. fi prelucrate sau folosite in
diferitele p.r.i componente ale unui sistem digital complex este necesar. memorarea lor
Preview document
Conținut arhivă zip
- lab1_pl_noPW.pdf
- lab2_pl_noPW.pdf
- lab3_pl_noPW.pdf
- lab4_pl_noPW.pdf
- lab5_pl_noPW.pdf
- lab6_pl_noPW.pdf
- lab7_pl_noPW.pdf
- lab8_pl_noPW.pdf