Circuite intergate digitale

~TEMA DE PROIECTARE~

Să se proiecteze un frecvențmetru electronic capabil să măsoare și să afișeze frecvența semnalului măsurat, cu amplitudinea cuprinsă între valorile 1Vcc-5Vcc și cu ajutorul unui afișor cu 4 digiți compact, BCD/7 segmente. Frecvența maximă ce poate fi masurată este de 9.999KHz. Afișorul cu 4 digiți compact, BCD/7 segmente va fi ales din catalog cu polaritatea anod comun. Pentru comanda afișajului se va folosii tehnica afișării multiplexate, sensul de multiplexare va fi MU, iar frecvența cadrului pentru afișare va fi de 132Hz. Oscilatorul va trebui să fie proiectat astfel încât să aibă o frecvență 31,680KHz și va fi realizat cu circuite de tip Trigger Schmitt de tip 74HCT132. Pentru a ajunge la frecvența cadrului pentru afișare și frecvența din care se obține timpul de măsură trebuie calculată astfel încât numărul de perioade pentru timpul de măsură și cel de pauză să fie 8+1. Pentru multiplexare se vor folosi multiplexoare de tipul Mux 2:1, iar pentru circuitele basculante monostabile vor fi folosite circuitele de tipul NTE74121. Restul de componente și circuite se aleg din cataloage astfel încât să asigure buna funcționare a proiectului și respectând specificațiile din datele de catalog ce vor trebui prezentate în cadrul proiectului.

I. Noțiuni introductive privind circuitele digitale

Circuitele integrate digitale sunt package-uri care conțin unul sau mai multe circuite care au capabilitatea de a îndeplini aceași funcție.

Circuitele logice combinaționale, oricât de complicate ar fi, se realizează cu porți logice elementare. O poartă logică elementară implementează o funcție logică cu cel mult 2 intrări. Astfel, funcțiile elementare sunt “ȘI”, “SAU”, “NU”, “SAU-Exclusiv”, sau negările lor: “ȘI-NU”, “SAU-NU”. În practică, porțile logice sunt implementate sub formă de circuite integrate. Pe un circuit integrat se găsesc 1, 2, 3, 4, 6 porți logice, în funcție de numărul de intrări.

Circuitele integrate digitale sunt circuite care lucrează pe baza logicii binare (1 și0 :adevărat și fals), unde:

- „1” este asociat tensiunii de alimentare a circuitului (VCC);

- „0” este asociat masei (GND).

Un circuit digital are, în general, mai multe intrări și mai multe ieșiri; prin starea circuitului înțelegem ansamblul stărilor bornelor sale de ieșire. Dacă acestea sunt în număr de N, cum fiecare are numai două stări posibile, circuitul are la dispoziție 2N stări. În general, starea circuitului la un anumit moment este determinată atât de stările intrărilor la acel moment, cât și de istoria evoluției stării circuitului.

Dacă starea circuitului digital nu depinde decât de stările intrărilor din acel moment, circuitul este numit combinațional, circuitele combinaționale nu au memorie.

Din acest motiv, funcționarea lor este mai simplă. Comportarea fiecăreia dintre ieșiri poate fi descrisă printr-o funcție logică ce are în general mai multe variabile independente. O funcție logică poate fi exprimată printr-un tabel de adevăr, care conține toate combinațiile posibile ale variabilelor de intrare, sau utilizând operatori logici simpli aplicați variabilelor de intrare.

II. Introducere în operații și porți logice

II.1. Funcția BUFFER (REPETOR)

Această funcție de o singură variabilă returnează valoarea intrării, F = A, de aceea poartă și numele de funcție identitate sau repetor (buffer).

Repetorul logic este utilizat decă nodul de circuit la care avem semnalul A nu poate debita suficient curent pentru sarcină sau trebuie protejat împotriva unor influențe venite din partea sarcinii.