Irányítástechnika - DIGITÁLIS ALAPELEMEK

Megjelent 400 példányban. Fekete-fehér ábrákkal illusztrált. ELŐSZÓ Miután megismertük a logikai jeleket és a logikai algebrát, tanulmányoztuk a kombinációs és a sorrendi hálózatok tervezésének alapjait, megkezdhetjük a korszerű digitális rendszerek tanulmányozását. Az első logikai áramkörök elektromechanikus elemekből épültek fel, kapcsolók, nyomógombok, jelfogók alkották ezeket. Egy viszonylag rövid időszakban - az első elektronikus digitális rendszerekben 8 a digitális áramköröket elektroncsövekkel építették fel, majd erre a területre is bevonultak a félvezetők. A különálló (diszkrét) tranzisztorokból, diódákból épített rendszerek után jelentek meg az integrált digitális áramkörök, a mai hatékony digitális rendszerek mind digitális integrált áramkörökkel készülnek. A digitális integrált áramköröket három nagy csoportra célszerű felosztani, ezek a következők: - kismértékben integrált áramkörök (SSI, Small Scale Integration) Néhány tíz tranzisztort magában foglaló integrált áramkörök, logikai alapelemeket tartalmaznak (kapuk, tárolók stb.). - közepes mértékben integrált áramkörök (MSI, Médium Scale Integration). Néhány 100 tranzisztorból kialakított digitális integrált áramkör, mely logikai alapegységet, funkcionális egységet tartalmaz (számlálók, léptető regiszterek, kódolók stb.). - nagymértékben integrált áramkörök (LSI, Large Scale Integration Többezer tranzisztort tartalmazó digitális IC, mely logikai rendszerelemet, esetleg teljes rendszert tartalmaz (mikroprocesszorok, memóriák, mikrovezérlők, mikroszámítógépek stb.). 1987-ben a legbonyolultabb LSI áramkörökben kb. 10.000000 tranzisztor működik. Az SSI-MSI digitális elemeket néhány, az egész világon szabványosított sorozatban gyártják. Ebben a jegyzetben éppen ezeket a sorozatokat ismerjük meg, mind áramköri, mind logikai oldalról. A jegyzet végén az optoelektronikai elemeket, a fényemittáló diódákat, karakterkijelzőket és fényérzékelő áramköröket is megtaláljuk. Először a két legjelentősebb SSI-MSI család, a TTL és a CMOS fő jellemzőit, tulajdonságait ismerjük meg. A későbbi fejezetekben a logikai funkciókra kerül a hangsúly, csak a lineáris alkalmazásoknál lesz a technológiának (bipoláris vagy MOS FET) ismét különös jelentősége. TARTALOM: Bevezetés 1.o. 1. A TTL SSI-MSI áramkörök tulajdonságai 2.o. 1.1. A TTL sorozatok, TTL szintek 2.o. 1.2. A TTL áramkörök bemeneteinek viselkedése 6.o. 1.3. A TTL áramkörök kimeneti fokozatai 10.o. 1.4. A TTL elemek működési idői 17.o. 1.5. Nem logikai bemenő jelek fogadása TTL elemekkel 19.o. 1.6. Nem logikai terhelések vezérlése TTL elemekről 23.o. 2. A CMOS SSI-MSI áramkörök tulajdonságai 27. o. 2.1. A CMOS sorozatok, a CMOS jelszintek 27.o. 2.2. A CMOS áramkörök bemenetei, kimenetei 38.o. 2.3. A CMOS áramkörök jelkésleltetése 44.o. 2.4. Nem logikai jelek kezelése CMOS elemekkel 45.o. 3. A logikai áramkörök zavarvédettsége 3.1. A zavarvédettség fogalma 49.o. 3.2. A TTL áramkörök zavarvédettsége 50.o. 3.3. A CMOS áramkörök zavarvédettsége 51.o. 4. A logikai áramkörök kezelése, összekapcsolása 53.o. 4.1. Általános elvek 53. o. 4.2. A digitális áramkörök összekapcsolása hálózattá 53.o. 4.3. Különféle logikai áramkörök összekapcsolása 56.o. 4.4. A statikus töltés hatása a CMOS áramkörökre 59.o. 5. A logikai áramkörök tápellátása 61.o. 6. Kapuáramkörök 68.o. 6.1. Logikai kapuk a 74-es és a 4XXX-es áramkör családokban 68.o. 6.2. Kapuhálózatok tervezése 71.o. 7. Buszmeghajtók, pufferek 74.o. 8. Kombinációs MSI hálózatok 79.o. 8.1. Kódoló áramkörök 79.o. 8.2. Aritmetikai áramkörök 83.o. 8.3. Multiplexerek és demultiplexerek 85.o. 8.4. Egyéb kombinációs MSI áramkörök 88.o. 9. Tároló áramkörök 90.o. 9.1. Aszinkron tároló áramkörök 90.o. 9.2. Szinkron tárolók 91.o. 10. Astabil és monostabil multivibrátorok 96.o. 10.1. Monostabil multivibrátorok kialakítása kapukból 99. o. 10.2. Logikai kapukból épített astabil multivibrátorok 102.o. 10.3. Integrált oszcillátorok 108.o. 10.4. Integrált monostabil multivibrátorok 110.o. 10.5. Univerzális időzítő áramkörök 115.o. 11. Regiszterek, tároló sorok 118.o. 11.1. Adat fogadó regiszterek 119.o. 11.2. Léptető regiszterek 121.o. 12. Számláló áramkörök 125.o. 13. Optoelektronikai elemek és alkalmazásuk 132.o. 13.1. A fényemittáló diódák, a LED-ek 132.o. 13.2. LED karakter kijelzők 134.o. 13.3. Folyadékkristályos kijelzők 137.o. 13.4. Fényérzékelők 141.o. 13.5. Fénysorompók, reflexiós fénykapcsolók 143.0. 13.6. Optocsatolók 144.o. 14. DIU, DOU, SSR 145.0. Irodalomjegyzék 148.0.