Цифровая схемотехника. Основы построения

Цифровая схемотехника. Основы построения | Шустов М.А.
Издательство: НиТ
Год: 2018
Язык: русский
Формат: djvu
Страниц: 320
Размер: 14 Мб

Цифровые устройства уверенно вошли в жизнь каждого современного человека средствами связи, устройствами обработки информации, аппаратурой телевидения, модемами, роутерами и многим другим. В ходе диалога автор книги и новичок проходят путь от азов к вершинам мастерства, от изучения элементарных строительных элементов цифровой техники до создания самостоятельных практических конструкций. Книга проста в восприятии и читается легко.

На первом этапе новичок рассматривает базовые элементы цифровой техники, их построение. Затем знакомится с этапами развития цифровой схемотехники. Во второй главе приведена полезная справочная информация по тем особенностям цифровых микросхем, без которой их использование будет затруднительно. В третьей главе рассматриваются принципы построения и работа базовых элементов цифровой техники, от простых к сложным. Показаны примеры практических решений построения отдельных узлов и рабочих фрагментов реальных схемотехнических решений. В заключительной главе автор и уже продвинутый новичок переходят к созданию практических устройств, полезных в быту.

Приведена коллекция достаточно простых схем различных цифровых устройств, доступных для самостоятельного повторения начинающим радиолюбителем. Книга предназначена для широкого круга читателей. Она одновременно может быть полезна как начинающему, так и искушенному в цифровой схемотехнике пользователю.

Содержание:

Введение. Что есть что в цифровой схемотехнике

Терминологический ликбез для новичка
Аналоговые и цифровые сигналы: что есть что
Какие существуют модели логических микросхем
Изучим способы управления логическими микросхемами
Сравниваем аналоговые и цифровые устройства

Глава 1. Знакомство с поколениями цифровых интегральных микросхем

Транзистор в аналоговом и цифровом понимании
Немного технической истории
Транзисторная логика с непосредственными связями
Диодная логика
Резисторно-транзисторная и резисторно-емкостная транзисторная логика
Диодно-транзисторная логика
Эмиттерно-связанная логика
Транзисторно-транзисторная логика
Буферные элементы ТТЛ на три состояния
Интегральная инжекционная логика И2Л
Транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки
Особенности эксплуатации ТТЛ и ТТЛШ-микросхем
МОП-логика на полевых транзисторах
КМОП-логика на комплементарных полевых транзисторах
Внутреннее устройство цифровых микросхем КМОП
Защита входных и выходных цепей КМОП-микросхем от повреждений
Буферные элементы КМОП на три состояния
Особенности эксплуатации КМОП-микросхем
Истоково-связанная логика на основе GaAs-полевых транзисторов с управляющим затвором Шоттки
Логика на основе GaAs-полевых транзисторов с непосредственными связями
Логика на полевых транзисторах с использованием углеродных нанотрубок
БиКМОП логика
Основные параметры логических элементов

Глава 2. Изучим характеристики и обозначения логических микросхем

Характеристики логических уровней ТТЛ (ТТЛШ) и КМОП-микросхем
Сравнительные характеристики цифровых интегральных микросхем
Семейство ТТЛ и ТТЛШ-микросхем
Семейство КМОП-микросхем
Расшифровка буквенных префиксов и суффиксов микросхем
Серии ТТЛ-микросхем зарубежного производства
Отечественные серии ТТЛ-микросхем
Серии и семейства зарубежных логических КМОП-микросхем
Серии отечественных логических КМОП-микросхем
Обозначения выводов корпусов микросхем
Зарубежные обозначения сигналов и микросхем
Система условных обозначений отечественных микросхем
Условные графические изображения цифровых микросхем

Глава 3. Элементы цифровой техники от А до Я

3.1. Что есть что в цифровой схемотехнике?

3.2. Электронные ключевые элементы
Принцип действия электронных ключей
Электронные ключевые элементы на биполярных транзисторах
Схемотехнические способы повышения быстродействия ключевых элементов
Электронные ключевые элементы.на транзисторах Шоттки
Электронные ключевые элементы на полевых транзисторах

3.3. Базовые элементы цифровой логики
Основные формы цифровых сигналов: ноль и единица
Условные графические обозначения логических элементов
Полезные термины
Таблица истинности
Логический элемент НЕ
Логический элемент И
Логический элемент ИЛИ
Логический элемент И-НЕ
Логический элемент ИЛИ-НЕ
Применение логических элементов И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ
Логические элементы «Исключающее ИЛИ» и «Исключающее ИЛИ-НЕ»
Применение логических элементов «Исключающее ИЛИ» и «Исключающее ИЛИ-НЕ»
Синтез одних логических элементов из совокупности других

3.4. Триггеры
Назначение, разновидности, обозначения
RS-триггеры
RS-триггеры S, R и Е-типов
D-триггеры
DV-триггер
Т-триггеры
JK-триггеры
Триггеры Шмитта

3.5. Регистры
Разновидности регистров
Параллельные регистры
Регистры, срабатывающие по фронту сигнала
Регистры, срабатывающие по уровню сигнала
Последовательные регистры

3.6. Счетчики импульсов и делители частоты
Разновидности счетчиков импульсов и делителей частоты
Асинхронные счетчики
Синхронные счетчики с асинхронным переносом
Синхронные счетчики
Счетчики реверсивные

3.7. Дешифраторы
3.8. Шифраторы
3.9. Мультиплексоры
3.10.Демультиплексоры
3.11. Аналого-цифровые преобразователи
3.12. Цифро-аналоговые преобразователи
3.13. Многофункциональные времязадающие устройства (таймеры)
3.14. Другие элементы цифровой логики
3.15. Элементы бесприоритетной логики

Диаграмма рабочих состояний элементов бесприоритетной логики
Элемент «ТОЛЬКО ВСЕ»
Элемент «КРОМЕ ВСЕХ»
Элемент «ТОЛЬКО ОДИН ИЗ ВСЕХ»

3.16. Вспомогательные элементы цифровой техники
Внешние выходные каскады для повышения нагрузочной способности микросхем
Согласование логических уровней ТТЛ- и КМОП-микросхем
Реверсивные регенераторы логического уровня

Глава 4. Создаем практические конструкции электронных устройств своими руками

Модель электронного светофора
Имитатор проблескового маячка полицейской машины
Полицейская мигалка
Бегущие огни
Цветорегулятор
Многоголосый имитатор звуков
Тестер скорости реакции
Простые реле времени
Световые маячки
Таймеры на интегральных микросхемах
Сирены личной охраны
Звукосигнальные охранные устройства
Сенсорный коммутатор нагрузки
Фото- и термореле
Одноголосый электромузыкальный инструмент
Электромузыкальный инструмент
Задающий генератор для терменвокса
Терменвокс
Светофон
Музыкальный светофон
Стимулятор сна
Бесконтактный датчик приближения металла
Простой металлоискатель
Индикаторы скрытой проводки
Светодиодный индикатор напряжения
Аудиовизуальный индикатор постоянного напряжения
Многодиапазонный КМОП-генератор прямоугольных импульсов
Аналоговое применение цифровых микросхем
Аналоговые свойства логических микросхем
Усилители на логических элементах

Послесловие. Полезный опыт автора-радиолюбителя
Список литературы и ресурсов Интернет

Скачать : Шустов М.А. Цифровая схемотехника. Основы построения