Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 

 

  • Как отличить хороший самозажимной клеммник от подделки
  • Почему горят ТЭНы на водонагревателях и стиральных машинах и как их заменить
  • Способы и схемы управления тиристором или симистором
  • Стрелочные и цифровые мультиметры - достоинства и недостатки
  • Как устроен компьютерный блок питания и как его запустить без компьютера
  • Устройство плавного пуска электродвигателя: назначение, устройство и принцип работы, преимущества, схема подключения
  • Электрик  

    Электрик Инфо » Практическая электроника, Начинающим электрикам » Логические микросхемы. Часть 1.
    Количество просмотров: 79605
    Комментарии к статье: 1


    Логические микросхемы. Часть 1.

    Логические микросхемыВступительная часть статьи о логических микросхемах. Рассказывается о системах счисления и представлении двоичного числа с помощью электрических сигналов.

    Современная цифровая интегральная микросхема представляет собой миниатюрный электронный блок, в корпусе которого содержатся соединенные по определенной схеме активные и пассивные элементы. Это транзисторы, диоды, резисторы и конденсаторы.

    Число элементов в современных микросхемах может достигать нескольких сотен тысяч и даже миллионов элементов. Достаточно вспомнить микропроцессоры, микроконтроллеры, микросхемы памяти.

    Чтобы просто перечислить все современные микросхемы понадобится не одна статья, а целая достаточно толстая книга. В этой статье мы рассмотрим микросхемы малой и средней степени интеграции, в основном простые логические элементы.

    Примерно лет двадцать назад микросхемы большой степени интеграции (БИС), как правило, выполняли функцию, заложенную в них в процессе изготовления. В одной микросхеме мог быть спрятан микрокалькулятор, часы или узел электронной вычислительной машины (ЭВМ).

    В настоящее время широкое распространение получили всевозможные микроконтроллеры: даже такое простейшее устройство как новогодняя гирлянда китайского производства есть не что иное, как запрограммированный микроконтроллер. 

    электронные часыЭлектронные часы, бытовые таймеры, различные говорящие и поющие игрушки получаются также программированием соответствующего микроконтроллера. Или как сейчас у всех на слуху - перепрошивкой.

    Другими словами не запрограммированный контроллер это болванка, из которой получится устройство, обладающее необходимыми разработчику свойствами. И, несмотря на такую универсальность, входные и выходные сигналы микроконтроллера те же самые, что и цифровых микросхем малой и средней степени интеграции. Поэтому без знания этих уже устаревших и забывающихся элементов просто никуда не деться.

    В основе работы цифровых микросхем лежит двоичная система счисления. Она же лежит в основе действия современных персональных компьютеров и всех вычислительных и коммуникационных систем.

    Логические микросхемыВ повседневной жизни мы пользуемся десятичной системой счисления, содержащей десять цифр 0…9. Такая система произошла оттого, что у каждого человека на руках десять пальцев. У некоторых народов Севера счет велся до двадцати, а число двадцать называлось «весь человек».

    Десять это уже не цифра, а число, состоящее из одного десятка и нуля единиц: 10 = 1*10 + 0*1. В точности также число 640 будет содержать шесть сотен + четыре десятка + ноль единиц, или в виде цифр 640 = 6*100 + 4*10 + 0*1.

    Такая система носит название десятичной позиционной, т.е. вес разряда зависит от его позиции в числе. Нетрудно заметить, что это будут единицы, десятки, сотни, тысячи, десятки тысяч, сотни тысяч и так далее.

    В двоичной системе число получается в точности таким же способом, только в качестве основания используется не десять, а два и его степень. То есть не 1, 10, 100, 1000, 10000 и так далее, а 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128. каждое последующее число получено умножением предыдущего на основание системы (в данном случае на 2), т.е. возведением предыдущего в следующую степень. Для десятичной системы каждое предыдущее число умножается на десять, так как основание системы счисления есть десять.

    С помощью восьмиразрядного двоичного числа, (в вычислительной технике называется БАЙТ) возможно представление десятичных чисел в диапазоне 0…255, или в двоичном виде 0000 0000 … 1111 1111(b).

    Упомянутому выше числу 640 будет соответствовать запись 640 = 10 1000 0000 (b) или, как в предыдущем примере

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

    (b) в конце записи говорит о том, что это число двоичное. В правильности этой записи проще всего убедиться при помощи калькулятора Windows. Подобная форма кодирования информации оказалась очень удобной для компьютеров, ведь отличить ноль от единицы также просто, как замкнутый контакт от разомкнутого или горящую лампочку от погасшей.

    Логические микросхемыЕсли двоичную информацию передавать при помощи электрических сигналов, то потребуется всего два уровня напряжения. Как правило, это более положительный (высокий), и менее положительный или даже отрицательный (нулевой).

    Чаще всего напряжение высокого уровня принято рассматривать в качестве логической единицы, а напряжение низкого уровня – как логический ноль. Тогда говорят, что мы имеем дело с положительной логикой.

    Кроме этого существует еще и отрицательная логика: напряжение высокого уровня это логический 0, а низкого уровня – логическая единица. В этой статье мы будем рассматривать только положительную логику.

    микросхема серии К155Одними из самых распространенных и популярных в свое время у радиолюбителей были микросхемы серии К155. Для них напряжение логического нуля находится на уровне 0…0,4В, а логической единицы 2,4…5,0В. Это при том, что номинальное напряжение питания для этой серии составляет 5в с допуском + - десять процентов.

    Для других серий микросхем, имеющих другое напряжение питания, эти числа, конечно же, другие, но в пределах одной серии, неизменные. Ориентировочно можно сказать, что напряжение логической единицы у большинства серий микросхем находится в пределах от половины напряжения питания до полного напряжения питания.

    Например, для микросхем серии К561 при напряжении питания +15В напряжение логической единицы будет в пределах +7,5…15В. Серия К561 работоспособна при напряжении питания в пределах 3…15В. При этом напряжение логической единицы будет находиться в тех пределах, как было указано выше.

    Описание логических микросхем рассмотрим на примере серии К155, как наиболее распространенных и при работе особых мер предосторожности не требующих.

    Эта серия микросхем считается функционально полной и содержит около 100 наименований. Это значит, что с помощью данной серии можно реализовать любую даже самую сложную логическую функцию.

    В следующей статье мы познакомимся с работой и устройством цифровых микросхем. Это знакомство начнем с логических элементов реализующих простейшие функции булевой алгебры (алгебры логики).

    Борис Аладышкин

    Продолжение статьи: Логические микросхемы. Часть 2. 

    Электронная книга - руководство про микроконтроллеры AVR для начинающих

    Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

    Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

    Факультет Интернет вещей

    Обучение Интернет вещей и современные встраиваемые системы

    Вы сможете:

    • Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

    • Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

    • Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

    Starter box для первых экспериментов в подарок!

    После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды...

    Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

    Подробнее здесь: Интернет вещей и современные встраиваемые системы






    Поделитесь этой статьей с друзьями:

    Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Логические микросхемы. Часть 2 - логические элементы
  • Как подключить нагрузку к блоку управления на микросхемах
  • Виды современных интегральных микросхем - типы логики, корпуса
  • Логические микросхемы. Часть 10. Как избавиться от дребезга контактов
  • Логические микросхемы. Часть 3
  • Логические микросхемы. Часть 9. JK триггер
  • Простой логический пробник
  • Логические микросхемы. Часть 8. D - триггер
  • Контроллер светодиодных гирлянд своими руками
  • Логические микросхемы. Часть 6
  • Категория: Практическая электроника, Начинающим электрикам

    Цифровая электроника, Микросхемы

      Комментарии:

    #1 написал: Алексей | [цитировать]

    Получается что в данном случае серии микросхем к561 и к155 отличает только напряжение питания, а функцию она выполняет ту же?

    Добавление комментария
    Имя:*
    Комментарий:

    Популярные статьи:

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Яндекс Дзен

     


    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки

    Copyright © 2009-2021 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.

    Источник иллюстраций: авторские рисунки и фотографии, электрика на стоковых фото