НОУ ИНТУИТ | Лекция | Микросхемы и их функционирование

< Лекция 1 || Лекция 2: 123456 || Лекция 3 >

Аннотация: В лекции рассматриваются обозначения цифровых микросхем, их выводов и сигналов на принципиальных схемах, особенности основных серий простейших цифровых микросхем, базовые типы корпусов микросхем, а также принципы двоичного кодирования и принципы работы цифровых устройств.

Ключевые слова: принципиальная схема, структурная схема, функциональная схема, положительный сигнал, отрицательный сигнал, активный уровень сигнала, пассивный уровень сигнала, инвертирование или инверсия сигнала, инверсный выход, прямой выход, положительный фронт сигнала, отрицательный фронт сигнала, передний фронт сигнала, задний фронт сигнала, тактовый сигнал, управляющий сигнал, шина, Write, инверсия, ПО, выход, вывод, Z-резистор, нумерация, функция, вертикальные поля, поле, digital, clocked, on-chip, decode, дешифратор, output enable, multiplexer, мультиплексор, summation, сумматор, triggering, таблица, микроконтроллер, Texas Instrument, программа, low power, ALS, CMOS, TTL, BCT, bicmos, ABT, LVT, low voltage, DIL, DIP, DIC, логическая модель, таблица истинности, задержка распространения, электрическая модель, контейнер, dual, ceramic, flatness, Цифровой сигнал, единица, разряд, вес, бит, binary digit, запись, кодирование, группа, hexadecimal, байт, значение, представление, операции, сложение, вычитание, умножение, деление, двоичное представление, дополнительный код, двоичная система счисления, реакция, АЦП, электрический сигнал, ЦАП, связь, затраты, стоимость

Основные обозначения на схемах

intuit.ru/2010/edi»>Для изображения электронных устройств и их узлов применяется три основных типа схем:

• принципиальная схема ;
• структурная схема ;
• функциональная схема.

Различаются они своим назначением и, самое главное, степенью детализации изображения устройств.

Принципиальная схема — наиболее подробная. Она обязательно показывает все использованные в устройстве элементы и все связи между ними. Если схема строится на основе микросхем, то должны быть показаны номера выводов всех входов и выходов этих микросхем. Принципиальная схема должна позволять полностью воспроизвести устройство. Обозначения принципиальной схемы наиболее жестко стандартизованы, отклонения от стандартов не рекомендуются.

ru/2010/edi»>Структурная схема — наименее подробная. Она предназначена для отображения общей структуры устройства, то есть его основных блоков, узлов, частей и главных связей между ними. Из структурной схемы должно быть понятно, зачем нужно данное устройство и что оно делает в основных режимах работы, как взаимодействуют его части. Обозначения структурной схемы могут быть довольно произвольными, хотя некоторые общепринятые правила все-таки лучше выполнять.

Функциональная схема представляет собой гибрид структурной и принципиальной. Некоторые наиболее простые блоки, узлы, части устройства отображаются на ней, как на структурной схеме, а остальные — как на принципиальной схеме. Функциональная схема дает возможность понять всю логику работы устройства, все его отличия от других подобных устройств, но не позволяет без дополнительной самостоятельной работы воспроизвести это устройство. Что касается обозначений, используемых на функциональных схемах, то в части, показанной как структура, они не стандартизованы, а в части, показанной как принципиальная схема, — стандартизованы.

В технической документации обязательно приводятся структурная или функциональная схема, а также обязательно принципиальная схема. В научных статьях и книгах чаще всего ограничиваются структурной или функциональной схемой, приводя принципиальные схемы только некоторых узлов.

А теперь рассмотрим основные обозначения, используемые на схемах.

Все узлы, блоки, части, элементы, микросхемы показываются в виде прямоугольников с соответствующими надписями. Все связи между ними, все передаваемые сигналы изображаются в виде линий, соединяющих эти прямоугольники. Входы и входы/выходы должны быть расположены на левой стороне прямоугольника, выходы — на правой стороне, хотя это правило часто нарушают, когда необходимо упростить рисунок схемы. Выводы и связи питания, как правило, не прорисовывают, если, конечно, не используются нестандартные включения элементов схемы.

Это самые общие правила, касающиеся любых схем.

Прежде чем перейти к более частным правилам, дадим несколько определений.

Положительный сигнал (сигнал положительной полярности) — это сигнал, активный уровень которого — логическая единица. То есть нуль — это отсутствие сигнала, единица — сигнал пришел (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Элементы цифрового сигнала

Отрицательный сигнал (сигнал отрицательной полярности) — это сигнал, активный уровень которого — логический нуль. То есть единица — это отсутствие сигнала, нуль — сигнал пришел (рис. 2.1).

Активный уровень сигнала — это уровень, соответствующий приходу сигнала, то есть выполнению этим сигналом соответствующей ему функции.

intuit.ru/2010/edi»> Пассивный уровень сигнала — это уровень, в котором сигнал не выполняет никакой функции.

Инвертирование или инверсия сигнала — это изменение его полярности.

Инверсный выход — это выход, выдающий сигнал инверсной полярности по сравнению с входным сигналом.

Прямой выход — это выход, выдающий сигнал такой же полярности, какую имеет входной сигнал.

Положительный фронт сигнала — это переход сигнала из нуля в единицу.

Отрицательный фронт сигнала (спад) — это переход сигнала из единицы в нуль.

Передний фронт сигнала — это переход сигнала из пассивного уровня в активный.

Задний фронт сигнала — это переход сигнала из активного уровня в пассивный.

Тактовый сигнал (или строб) — управляющий сигнал, который определяет момент выполнения элементом или узлом его функции.

Шина — группа сигналов, объединенных по какому-то принципу, например, шиной называют сигналы, соответствующие всем разрядам какого-то двоичного кода.

Дальше >>

< Лекция 1 || Лекция 2: 123456 || Лекция 3 >

Электромагнитный расходомер Питерфлоу РС — Руководство по эксплуатации

%PDF-1.5 % 2 0 obj > /Metadata 4 0 R /OpenAction > /Outlines 6 0 R /PageLayout /OneColumn /Pages 7 0 R /StructTreeRoot 8 0 R /Type /Catalog /URI > /ViewerPreferences > >> endobj 4 0 obj > stream 2016-06-30T10:06:24+03:002016-06-30T10:06:51+03:00Acrobat PDFMaker 10.0 для Word2016-11-07T11:05:09+03:00uuid:34da9331-61d4-4a1f-937d-0c46dd48b17auuid:99b1ea08-2fa7-419a-8442-9f5e397f2c61

2

application/pdf

Электромагнитный расходомер Питерфлоу РС — Руководство по эксплуатации

ЮР ЭНЕРДЖИ КОМПЛЕКТ

Электромагнитные расходомеры Термотроник

Adobe PDF Library 10. 0термотроник, расходомер питерфлоу рсD:20160630070612ЗАО «ТЕРМОТРОНИК»http://2yec.com/elektromagnitnyy-raskhodomer-piterflou-rs.html endstream endobj 9 0 obj > stream HTMo0WqBamliGxsڮ_j~}˪=Uնp) 3A`83bV*¬z@n_oCv7rEXqX?xZEuQ%Ba/^KqzN[OѳvجzN/Ζ=V5HQ3#YZw7GTnU9gg-qh\Kjc5暑{]qz(ZjS;b7YKU rPbX(9sRBw}d7p(

Почему датчик выдает инвертированный сигнал?

спросил 6 лет, 4 месяца назад

Изменено 6 лет, 2 месяца назад

Просмотрено 3к раз

\$\начало группы\$

У меня есть датчик, который имеет 3 компонента: X, Y и Z и для каждого компонента есть 2 канала:

• X+ :0 В ± 5 В выход напряжения
• X- :0 В ± 5 В инвертированное выходное напряжение

Все, что я знаю, это:

• Если схема использует логику «активного высокого уровня», 5 вольт представляет цифровую «1», а 0 вольт представляет цифровой «0».
• Если в схеме используется логика «активный низкий уровень», 5 вольт представляют собой цифровой «0», а 0 вольт представляют цифровую «1».

Мой вопрос: какова цель инвертированного выхода? Как я могу использовать это, когда я рисую результаты.

• сигнал
• выход
• инвертирующий усилитель
• график

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

Если вы описываете энкодер, а не датчик, то ваши выходы, вероятно, будут следующими:

X+: 0 и 5В. (не ± 5 В) X-: X+ инвертировано.

^{имитация этой схемы – схема создана с помощью CircuitLab}

Рис. 1. Типичная форма выходного сигнала квадратурного энкодера A-B-Z с дифференциальными выходами.

Инвертированный выход дает возможность улучшить помехозащищенность при наличии электрических помех.

Рис. 2. На этой диаграмме показано, как дифференциальный энкодер может игнорировать шум. Канал А является обратным каналу А, генерируемому внутри кодировщика. Однако если в провод между энкодером и интерфейсом энкодера вводится шум, шум будет почти одинаковым на обоих каналах. Поскольку в канале А шум не инвертируется, интерфейс дифференциального энкодера может выполнять несколько простых операций для фильтрации шума. Источник: Фиджеты.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Дополнительная информация

Инвертированная логика или «отрицательная логика» используется в определенном сигнале во многих микросхемах и семействах устаревшей логики по многим причинам, и аналоговый сигнал с отрицательным наклоном может быть одной из ситуаций, которые вы можете увидеть для всех аналоговых или цифровых.

Но самое лучшее отношение сигнал/шум в целостности сигнала для аналогового и цифрового использования;

дифференциальных выхода

• устраняет чувствительность к допуску питания
• снижает синфазные эффекты вибрации и электрических помех (EMI)

цифровой

• На 1 инвертирующий вентиль меньше для уменьшения задержки в логике
• Драйверы с открытым коллектором работают быстрее в активном низком состоянии
• комплементарный биполярный (также известный как TTL) быстрее и имеет больший ток от hi до lo
• , если low — это состояние с более низким импедансом, у него лучший запас по шуму
• для TTL-входов, так как Hi использовал меньший ток для подтягивания, активен Сброс по низкому уровню
• передние фронты при включении питания могут быть неактивны, поэтому отрицательный фронт помогает некоторой внутренней логике
• и более

Аналог

• для пользователей-любителей только с одним источником питания, функция передачи с отрицательным наклоном позволяет использовать несимметричное инвертирующее усиление для создания любой шкалы для различных опорных напряжений ЦАП
• другие внутренние причины, такие как датчики температуры NTC или PTC

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

. Цифровая логика

— как проще всего инвертировать сигнал всего одной перемычкой?

спросил 1 год, 2 месяца назад

Изменено 1 год, 2 месяца назад

Просмотрено 3к раз

\$\начало группы\$

Мне нужно передать сигнал от концевого упора (концевого выключателя) на MCU и я хотел бы сделать его гибким (чтобы можно было работать с обоими типами концевого выключателя: нормально-открытым и нормально-закрытым) максимально дешево и просто.

Я мог бы поставить два инвертора один за другим, но это выглядит слишком громоздко. Я надеюсь, что есть лучшее решение.

Я бы не хотел использовать конфигурацию прошивки. Перемычка выглядит очень удобной для изготовления и настройки.

ОБНОВЛЕНИЕ

Я сделал следующую симуляцию, которая работает, как и ожидалось:

Это решение выглядит нормально?

• цифровая логика

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

Самый простой способ — не инвертировать сигнал. Попросите прошивку MCU считать наличие или отсутствие перемычки и на основании этого прошивка считает концевой выключатель нормально замкнутым или нормально разомкнутым.

И если вы хотите иметь чисто аппаратное решение, но с большим количеством аппаратного обеспечения на пути прохождения сигнала, добавьте вентиль XOR, где в основном перемычка просто выбирает инвертировать сигнал или оставить его неинвертированным.

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Вы можете использовать 1/4 вентиля EX-OR (например, 74HC86) вместо инвертора с подтягивающим резистором и перемычкой. Перемычка на месте = не перевернута. Перемычка снята = перевернута.

Замените перемычки DIPS-ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕМ для большего удобства.

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

(a) Если вы можете изменить программное обеспечение MCU и у вас есть запасной контакт ввода-вывода MCU, вы можете использовать одну перемычку и не использовать инверторы:

• Подключите переключатель от VDD к MCU с помощью подтягивающего резистора
• Подключите перемычку от VDD к отдельному входному контакту MCU с подтягивающим резистором
• Программное обеспечение MCU выполняет XOR двух уровней контактов, чтобы получить окончательное состояние переключателя

(b) Если вы можете использовать выбор в разъеме, вы можете использовать одну перемычку и не использовать инверторы. Это зависит от вашей ситуации, можете ли вы использовать такой разъем, но эта схема показывает принципы

• Подключите переключатель NO к J1-1 и J1-2, установите перемычку на JP2 и COM

• Подсоедините размыкатель к J1-2 и J1-3, установите перемычку на JP1 и COM

^{имитация этой схемы – Схема создана с помощью CircuitLab}

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Имеются два набора контактных площадок для подключения переключателя: один для нормально разомкнутого, другой для нормально замкнутого. Если переключатель находится на печатной плате, поскольку NO и NC обычно имеют разные выводы, вы можете просто использовать контактные площадки NO и NC одинакового размера. Если переключатель в положении NO, он устанавливает сигнал +5 В при замыкании. Если переключатель НЗ, он устанавливает сигнал на 0 В при размыкании.

Затем с помощью перемычки установите резистор как подтягивающий или подтягивающий.

Стоимость: поскольку вам все равно нужен этот резистор, вам придется заплатить за одну дополнительную площадку, один 3-контактный разъем 0,1 дюйма и перемычку.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Я мог бы использовать два инвертора один за другим. Но выглядит слишком громоздко. я надеюсь, что есть лучшее решение.

Просто используйте один инвертор и используйте ссылку, чтобы выбрать вход инвертора или выход инвертора. Нет необходимости в двух инверторах.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Сделайте это в программном обеспечении.

В настоящее время большинство микроконтроллеров имеют какую-либо память EEPROM/флеш-память, поэтому сохраняйте настройки там. Тогда вы можете справиться с этим полностью в программном обеспечении.

Как настроить этот параметр? Я был бы невероятно удивлен, если бы у вас не был настроен какой-либо интерфейс конфигурации/мониторинга/отладки, даже если это всего лишь порт RS-232. Если нет, я бы Настоятельно рекомендуется использовать это как наилучшую практику, иначе вам будет очень сложно тестировать/отлаживать/обслуживать вашу прошивку в реальном мире. И если вы это сделаете, использовать это для настройки не составит труда.

Дешево? Это не становится дешевле за единицу, чем ничего не стоит.

Как я уже сказал, почти гарантировано, что у вас уже есть это хранилище. Если вы находитесь в точке выбора микро, выбор с памятью EEPROM или без нее, вероятно, будет вариантом с нулевой стоимостью.

Удобно? Очень. Есть причина, по которой вы настраиваете BIOS своего ПК с помощью системы на основе меню, а не с помощью сотен перемычек, как это было в 1990 году.

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

Я бы предложил использовать трехконтактный разъем для коммутатора и разрешить работу только тогда, когда контакт 1 подключен к контакту 2, но не к контакту 3. Этого можно добиться, подключив контакт 1 к VDD через резистор 1K, контакт 2 подключен к земле через резистор 10K, а контакт 3 подключен непосредственно к земле и требует, чтобы напряжение на контакте 2 было высоким логическим уровнем. Преимущество такого подхода по сравнению с наличием перемычки на плате заключается в том, что даже если вы используете выключатель с замыканием при неисправности, подключение его с помощью кабеля с двумя проводами и экраном с контактом 3, подключенным к экрану, приведет к активировать индикацию неисправности, если кабель полностью обрезан или поврежден, так что экран закоротил на любой из внутренних проводов.