Electronica digital

Introducere, scopul, rolul Electronicii digitale

n diferite domenii ale tehnicii i tiinei.

Tehnipa numeric prezint o disciplin aplicativ, care are ca scop studierea semnalelor numerice, a dispozitivelor numerice, metodelor de prelucrare a informaiei discrete, ct i proiectarea dispozitivelor de acest tip. Obiectele de studiere a tehnicii numerice sunt:

semnalele numerice (metodele de prelucrare , transformarea semnalelor analogice n semnale numerice i invers),

dispozitivele numerice (dispozitive pentru prelucrarea semnalelor numerice),

metodele de prelucrare a informaiei discrete.Tipurile de dispozitive numerice:

1. dispozitive numerice cu logic cablat (fix). Algoritmul de funcionare la asemenea dispozitive este codificat ntr-un circuit de o configuraie anumit.

2. dispozitivele cu algoritm de funcionare prin programare. Algoritmul de funcionare depinde de programul introdus de utilizator.

CAPITOLUL I: BAZELE ALGEBRICE ALE ELECTRONICI!DIGITALE

TEMA 1: Semnalele numerice i dispozitivele numerice, codarea semnalelor n tehnica numeric.

DeGni(ie; Semnalul este un proces fizic utilizat pentru transportul informaiei.

Toate semnalele se caracterizeaz prin parametrii informativi - parametrii semnalului, care sunt modulai cu informaia util. Toate semnalele posed i parametrii ne informativi.

Dup tipul lor semnalele sunt de dou tipuri:1. analogice - semnale care sunt definite continuu n timp i parametrii informativi ale lor pot primi un ir infinit de valori.

2. numerice - sunt definite discret n timp i parametrul informativ arc un numr finit de valori.

Semnalele numerice au un ir de avantaje aa ca: metode simple de prelucrare a informaiei; informaia poate fi uor reprezentat n modul de percepe

re a omului.Exist un semnal numeric, care a primit cea mai larg utiliza

re n tehnica numeric - semnalul binar, care reprezint un semnal numeric, ce poate avea doar dou valori 1 sau 0.

n microcircuitele integrate contemporane se utilizeaz dou praguri ale semnalelor binare reale informaionale (fig. 1).

Cnd: Us > t/, U = 1; Us < U0 -> U = 0 (logica TTL- - U0 < +0.4K ;t/l > +2AV)

Pentru transportul informata cu ajutorul semnalelor binare exist cteva metode de modulare a parametrilor :

1. Metoda potenial - informaia se conine n valoarea semnalului n momentul de timp dat. Volumul informaiei transportate n acest mod cu ajutorul unui semnal elementar este de 1 bit.

2. Metoda impulsurilor - informaia este transportat cu ajutorub unei succesiuni de impulsuri n timp. n acest caz se poate

TEMA 2: Algebra logic, noiuni de baz i definiii.Funciile logice elementare. Metodele de

descriere a funciilor logice.

Suportul matematic al electronicii digitale constituie algebra logic (algebra bolean). Logica a fost introdus n 1850 de ctre J.Boole. Claude Chanon primul a aplicat algebra lui Boole n dispozitive nurperice. Proprietile de baz a algebrei logice snt, c fun-

/ ciile i variabilele pot cpta doar dou valori 0 i 1. Din aceste considerente algebra logic a fost implementat n tehnica numeric deoarece ca i semnalele numerice poate cpta numai dou valori. Algebra logic opereaz cu aa noiuni ca variabile i funcii. Funciile algebrei logice pot fi de dou tipuri:

1 .Funciile logice elementare, care conin o singur operaie logic: 2.Funciile logice compuse(complexe), care conin o combinaie

din funciile logice elementare.Algebra logic utilizeaz sistemul binar de numeraii.

Definiie: Sistemul de numeraie prezint complectul de simboluri utilizate pentru exprimarea informaiei cantitative.

Caracteristica principal a sistemului de numerotare este baza lui i se noteaz r. Baza sistemului de numeraie este numrul de simboluri utilizate n sistem.

Denumirea sistemului de

numeraie

Baza Simboluri folosite

Binar 2 0,1Iernat 3 0,1,2Cuaternar 4 0,1,2,3Chinar 5 0,1,2,3,4Octal 8 0,1,2,3,4,5,6,7Zecimal 10 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9Dozecimal 12 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, A,BHexazecimal 16 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F

n sistemul binar:Zecimal Binar

0 0001 0013

1. Metodele de descriere a funciilor logice i a dispozitivelornumerice.

Funciile logice se utilizeaz pentru descrierea modului de funcionare a dispozitivelor numerice (D.N.). Pentru a descrie modul de funcionare a D.N. e necesar de a defini dependena fiecrui semnal de la ieire de semnalul de la intrare (fiecare semnal de la ieire Y, fa de semnalele de la intrare X|,x2,...,xn.). Aceast dependen trebuie definit pentru toate combinaiile posibile a semn. de intrare. Dac D.N. e definit n aa mod nseamn c el e definit complect. Acest lucru se poate efectua n astfel de moduri:

1. Metoda analitic (funciilor logice) - funcionarea D.N. se caracterizeaz cu ajutorul unui sistem de ecuaii, care definete dependena ieirilor de intrri;

2. Metoda tabelelor de adevr - se alege o tabel de adevr n

Yj-liixi.x;, ...\>) Y:=f:

r ' * .s4.Metoda diagramelor de timp: v. -Conform acestei metode D.N. se definete printr-o familie de

dependene n timp cu axa / comun a funciilor de ieire a dispozitivelor de funciile de intrare, fig. 2,d.

2.Funciile logice elementare.n algebra logic exist circa 18 funcii logice elementare, im

portan practic au doar cteva.1. Negarea logic - funcia logic NU. Este invertor Y = x

Standard sovietic Standard european

X Y0 I1 0

2.Conjuncia logic(produsul logic) - funcia I Y = xt n .w = a\ * xlX, X: Y0 0 00 1 U1 0 01 1 1

3. Disjuncia sau suma logic - funcia SAU Y = .v, +.v: +...+.v;

= ox, X: Y0 0 00 1 I1 0 11 1 1

4. Negarea conjunciei - funcia I-NUA '4V > vV /\

3

=> := .V, * A \

x, X: Y0 0 i0 i il 0 11 1 0

5. Negarea disjunciei -funcia SAU-NU y = x, + *2 X, X2 Y

0 0 10 1 01 0 01 1 o j

5

6. Suma dup modului doi - funcia SAU cu excludere y = .v, x 2X, X: Y0 0 00 1 11 0 11 1 0

TEMA 3: Proprietile operaiilor n algebra logic.Transformri echivalente a funciilor logice.

Teorema de MorganFunciile logice elementare mai sunt numite i operaii logice. n

algebra logic operaiile logice posed un ir de proprieti, care permit de a efectua transformri echivalente a funciilor logice complexe. Demonstrarea verificrii proprietilor operaiilor logice se poate de efectuat prin metoda transformrilor echivalente sau prin metoda induciei perfecte.

Metoda transformrilor echivalente const n efectuarea transformrilor identice a prii stngi a expresiei i a prii drepte pn la obinerea unei identiti. La efectuarea transformrilor se utilizeaz celelalte proprieti a operaiilor logice.

Metoda induciei matematice (perfecte) const n urmtoarele: se alctuiesc tabele de adevr complete a prii stngi i a prii drepte a expresiei. Dac valorile funciilor ambelor pri coincid putem trage concluzia c expresia dat este veridic.

Cele mai utilizate n practic sunt urmtoarele proprieti:1. Proprietile operaiilor cu 0 i 1 i valoarea invers:

a. * + 0 = x *-0 = 0b. * +1 = 1 x -1 = * c. x + .v = 1 x .v = 0

2. Legile de efectuare a operaiilor:

a. Legea dublei negaii: x = x f ( xXJx2xn) = f ( x x,xv .jcn)b. Teorema repetrii sau legea tautologici:X + X + X + . . .+ X = XX * X * X * . . . X = Xc. Legea absorbiei:x + xy = x x(x + y ) = x

6

d. Legea incleierii: xy + xy = x (x + y)(x +$) = x3. Teoremele algebrei logice: ^

a. Legea comutativ: x + y = ^ j+ x; xj/ky = yxb. Teorema asociativitii:

x + y + z = (x + y) + z = x + (y + z) = (x + z) + y x y z = (x y)*z = x (y -z) = (xz> y

c. Teorema distribuitii:x(y^'z) = xy + x z ; x + y z = (x + y)(x + z) = xx + x:+yA* + y z = x + y z ;

5. Legea negaiei sau teorema de Morgan:X ' y = x + y

x + y = X- yX v = x + y X + v = x y

Tabela de adevr pentru funcia -x-^v m x -t -v XX y X y x y x + y x + y0 0 1 1 1 0 l

0 1 1 0 0 1 0

1 0 0 1 0 1 0

1 1 0 0 0 1 0

3 * ^

Exemplu : x y + (x + y)(x + xy).vr = x + y + ,\y = v + r = x y

TEMA 4: Formele canonice ale funciilor logice.Minimizarea funciilor logice.

Formele canonice ale funciilor logice reprezint nite forme speciale de reprezentare a funciilor logice complexe utilizate pentru efectuarea diferitor transformri cit i n unele metode de proiectare a dispozitivelor logice.

Formele canonice sunt:1. Disjuncia elementar prezint disjuncia unui numr anumit

de variabile cu sau tar negaii.Fiecare variabil ntr ndisjuncia elementar numai o singur dat.Exemple: x + y ,x + y + z

2. Conjuncia elementar prezint conjuncia unui anumit numr de variabile cu sau fr negaie. Fiecare variabil intra in conjuncia elementara numai o singur dat.

Exemple x y .x v z . x y i c3. Forma disjunctiv normal prezint o disjuncie a conjuncii

lor elementare.7

Exemple x y + x y z + x y z4. Forma conjunctiv normal prezint o conjuncie a disjunc-

iei elementare.Exemple (x + z)(.v + y + z ) * (x + y + 5)5. Forma disjunctiv normal perfect prezint o form disjunc

tiv normal n care fiecare conjuncie elementar arc acelai rang. Rangul conjunciei este numrul de variabile.

Exemple x y z + x z y + x y z r= 36. Forma conjunctiv normal perfect prezint o form con

junctiv normal n care fiecare disjuncie are acelai rang.Exemple (a* + y + r)(.v + y + :)Formele perfecte au nsemntate foarte mare i ele pot fi uor

obinute din tabela de adevr a funciei. Pentru a obine forma disjunctiv normal perfect din tabelul de adevr se aleg rndurile n care funcia are valoarea

- . Fiecrui rnd i corespunde o conjuncie elementar n care intr toate variabilele funciei cu negare dac au valoarea 0 (zero), i fr negare dac au valoarea 1 . C' iv.

V = X tX 2X , + A-,.V: X< + A - jX O C ^

Pentru forma conjunctiv normal perfect din tabela de adevr se aleg rndurile pentru care funcia e egal cu zero i pentru fiecare disjuncie elementar variabil ntr cu negare dac au valoarea I i fr negare dac au valoarea 0. U

F r s r = ( * l + * 2 + *3 X * I + * 2 + *3 X *1 + *2 + *3 ) X

X (.V, + ,V: + X , )(.V, + \ + Xy )

Minimizarea fiinciilor logice este o procedur ce permite obinerea a celei mai simple forme a fii ne iei logice date. Aceasta permite obinerea celei mai sunple structuri practice a dispozitivelor numerice. Exist 7, cteva metode de minimizare a funciilor logice, una din aceste metode este metoda transformrilor echivalente, unde asupra funciei iniiale se efectueaz transformri echivalente(grupri. simplificri) pn cnd se obine forma cea mai simpl a funciei logice.

O alt metod este metoda diagramelor Kamaut. Aceast metod permite obinerea garantat a funciilor logice minimizate:

1. Se alctuiete tabelul de adevr a funciei.2. Dup tabelul de adevr se alctuiesc diagramele Kamaut La

alctuirea diagramelor Kamaut

* 1 X - A*3 r0 0 0 00 0 1 00 1 0 10 1 1 01 0 0 01 0 1 1l 1 0 01 1 1 1

8

{se respect regula: dou celule vecine trebuie s se deosebeasc ntre elej>rintr-o singur variabil.

3. In diagrama Kamaut se organizeaz contururi, snt posibile dou cazuri:

a) minimizarea se efectueaz dup valorile 1 a funciei.b) minimizarea se efectueaz dup valorile 0 a funciei.In primul^caz contururile conin valorile 1 a funciei, n al doilea

caz valorile 0. In alctuirea contururilor se respect urmtoarele reguli:a) Contururile trebuie s fie dreptunghiulare i s conin numai

valoarea dat a funciei.b) Numrul de contururi trebuie s fie minim, iar suprafaa lor

maxim.c) ntr-un contur pot intra 2 celule, unde n= 1,2,3,...d) Celulele extreme din aceiai linie sau coloan se consider

vecine i pot fi incluse n contur.e) Toate celulele cu valoarea dat a

funciei trebuie s fie incluse-mcar ntr-un singur contur, (o celul poate intra n mai multe contururi).

0 Se alctuiete funcia n forma disjunctiv normal (n cazul cnd se fac contururi dup valoarea 1 a funciei): fiecrui contur i corespunde o conjuncie elementar n care intr numai acele variabile care nu-i schimb valoarea pe teritoriul conturului, cu negaie dac au valoarea 0 i tar negaie dac au valoarea 1.

Minimizarea dup valoarea 0 a funciei: se alctuiete forma conjunctiv normal. Fiecruicontur i corespunde o disjuncie elementar. Variabilele intr cu negare dac au valoarea 1, i tar negare dac au valoarea 0.

M . * a * * - . _ _ _---- T c A \ T \

V/ .Y-> y0 0 0 00 0 1 00 l 0 l

0 i 1 01 0 0 01 0 1 l1 1 0 01 1 1 1

.v,.v400 01 10

00 0 1 1 001 1 0 0 011 I 1 0 010 0 1 1 0

* 2 x x ,

C 1 , 1 O -.

1 i*o v_.r , \

\ T I4 f- cil

Tema 5: Kcfoemotehnica elementelor logice. Tehnologii alemicrocircuitelor numerice.

Realizarea practic a funciilor logice. Baza de elementelogice.

Prin realizarea practic a funciilor logice se subnelege alctuirea circuitului logic care ndeplinete funcia dat, realizarea practic

implementarea. Realizarea practic a funciilor logice se efectueaz innd cont de baza de elemente logice. Baza de elemente logice reprezint complectul de elemente logice care stau la dispoziia proiectantului pentru realizarea dispozitivelor numerice. Pentru a realiza o funcie logic dat utiliznd numai acele elemente logice care le avem la dispoziie snt necesare transformri pentru a avea n expresia analitic numai acele operaii logice elementele crora le avem. Aceste transformri le efectum cu ajutorul teoremei de Morgan. n practic se folosesc urmtoarele baze de elemente logice:

1. I, SAU, NU. 2. I, NU. 3. SAU, NU. 4. I-NU. 5. SAU-NU.Scltemotehnica dementelor logice.n prezent se produc mai multe familii de elemente logice care se

deosebesc ntre ele prin tehnologia de fabricare i prin caracteristici:1. Logica RTL - rezistor tranzistor logics.2. Logica DTL - diode tranzistor logics (seria 217).3. Logica TTL - tranzistor tranzistor logics(seria 155,133).Logica TTL are 2 neajunsuri principale

- viteza de lucru relativ mic.- puterea consumat destul de mare.4. Logica TTL - cu diode otchi (construit din metal i semi

conductor)Tmax -MOS, c-MOS, v-MOS - metal oxid

semiconductor./7-MOS - tranzistor cu canal de tip n./7-MOS - tranzistor cu canal de tip p.v-MOS - tranzistor cu structuri verticale.c-MOS - tranzistor complimentar.Prioritate - consum redus de putere(puterea consumat 1 microwatt)Neajuns - frecven joas.

10

6. Logica ECL - emitery coupled logics, frecvena max. 200MHz

Neajuns - nivelele logice nu snt compatibile cu nivelele TTL.7. Logica I2L - logic

integral cu injecie(grad mare de integrare)

Logica TTL - microcir- OJLiitele integrate de tip TTL snt realizate pe tranzistoare bipolare complimentare. Elementul de baz a logicii TTL este I - NU. Tranzistorul lucreaz n regim de cheie.

In cazuri cnd aplicm la ambele intrri jci i jc2 unitatea, jonciunea baz-emitor este blocat i curentul circul doar prin jonciunea baz colector a tranzistorului VT1 acest curent deschide tranzistorul VT2 laend s circule curentul prin el care aduce la apariia unei cderi de tensiune pe rezistorul R3 ce este suficient pentru a deschide tranzistorul VT4, la ieire vom avea 0 logic. In cazul cnd mcar la una din intrri aplicm 0 logic jonciunea baz-emitor va fi deschis, iar curentul care va circula prin jonciunea baz - colector va fi insuficient pentru a deschide tranzistorul VT2, deci VT2 este blocat i potenialul colectorului este nalt, care e aplicat la baza tranzistorului VT3 i- 1 deblocheaz. Pe rezistorul R3, deoarece VT2 e blocat nu va mai fi acea tensiune care va deschide VT4 (VT4 e blocat) la ieire vom avea 1 logic.

1M

---------

v y ---------

>4 ---------

&

2 SI-SAl '-N1' +I T

R1 R2 R3

VTI

x VT2x*

/ VT.iVT5

f XX

VD1

VT4

Fig 2 R4VTo

11

La logica TTL se adaug dioda otchi, care duce la mrirea vitezei de lucru.

Ca prioritate a logicii C-MOS poate servi consumul mic de energie, procesul simplu de fabricaie, schemotehnic se realizeat uor. Neajunsuri: viteza mic de lucru din cau/a prezenei capacitii.P - poarta. D - drena. S - sursa.

Pe baza tranzistoarelor MOS complimentare uor se pot realiza elementele logice: NU, SAU - NU, I - NU.

Dac aplicm la intrare 1 tranzistorul 1 y se blocheaz, iar 2 se deschide i la ieire avem 0.

1.x, = x2 = x3 =1;VT4 i VT6 - des-

p | Canal de tip /O

h -

*] Fig.3NU +Ea

chise. VT1 - VT3 VT3 - nchise i deci y=0. (Fig. 5 - 3 SAU NU)

2. X, = X2 = X3 =0;VT4 - VT6 - nchise, VT1 - V T 3 - deschise i deci y = 1 I - NU (Fig. 6)1. x, = X2 =1; VT3 i VT4 - deschise, Vi l i VT2 nchise i deci y = 02. x, = X2 = 0; VT3 i VT4 - nchise, VT1 i VT2 deschise i deci y =

9 SATT-NU

Logica ECL

13

C A PITO LU L 2: D ISPO ZITIV E N U M ERICE CO M BIN A IO N A LE

Tem a 6: N oiuni generale. Clasificarea dispozitivelor numerice combinaionale. Dispozitive combinaionale tipice.

Dispozitivele numerice (DN) cu logica rigid se mpart n dou categorii mari:

1 .DNCombinaionale2.DNSecvenialeDNC sunt acele dispozitive numerice la care semnalele de ieire

in momentul dat de timp depind doar de semnalele de intrare i nu depind de starea anterioar a dispozitivului.

DNS sunt acele dispozitive numerice la care semnalele de ieire n momentul dat de timp depind de semnalele de intrare n acest moment i de starea precedent a dispozitivului.

A descrie un dispozitiv numeric combinaional se poate prinorice metod studiat anterior.

y\=f(*\,X .......X)-H - y 2 = f ( x , ,x 2,...,x)

X m

ym =/(*,,La categoria DNC se atrn:1. DNC tipice sunt dispozitivele care se produc pe cale

industrial, ndeplinesc o funcie rspndit n tehnic i pot fi utilizate dup necesitate. La ele se atrn: decodifictoarele, codificatoarele, multiplexoarele, demultiplexoarele, sumatoarele combinaionale .a."~

2. DNC care pot fi sintetizate de ctre utilizator pentru a ndeplini careva funcii speciale.

XI

DNC11

X n |

14

Tema 7: DECODIFICTOARE I CODIFICATOARE

Decodifictoarele au o utilizare foarte larg n tehnica numeric i contemporan. Domeniile dc ntrebuinare:

1. sisteme de afiare numerice2. tehnica de calcul

Definiie: Decodifictorul este un dispozitiv numeric combinaional x 'care transform un cod numeric binar din mai multe pozi

ii regulat ntr-un cod unitar.(fig.l).

ntr-o singur poziie.X D l DCx : > 2

&D u

\ A

Fia. 1

e mai multex, x: x3

poziii care conine semnal activyi Y2 y4 y5 y6 y 7 y*

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 u0 u 1 0 1 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 1 0 0 0 0 u0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 1 0 0 01 0 1 0 0 0 0 0 1 u 01 1 0 0 0 0 0 0 0 l 01 1 1 0 0 0 0 0 0 0 l

Dac n = 3. atunci m = 8Decodifictorul complet are 2 la puterea n ieiri, unde n este num

rul intrrilor.In calitate de semnal activ poate servi 1, atunci 0 va fi semnal pasiv

i invers.n cazul cnd avem semnal activ 1 avem decodifictor cu ieire

direct, iar dac semnalul activeste 0, avem decodifictor cu ieire invers.

Structura intern a decodifictoruluiDependent de domeniul de ntrebuinare decodifictoarele au

diferite structuri interne. Dup structura intern deosebim:1. Decodifictoarc liniare2. Decodifictoare piramidale3. Decodifictoare dreptunghiulare4. Decodifictoare necomplete5. Decodifictoare specializate

15

I .Decodifictoare liniare (fig.2) Exemplu de D C liniar cu ieiri inverse

X| X ? V| y : y ? y a y 5 } o y - >8

0 II 1) 0 1 l 1 l 1 1

0 n 1 1 0 1 I 1 1 1

0 1 0 l 1 0 1 1 1 1

0 1 1 1 1 1 1 1 1

1 0 0 1 1 1 0 1 1 1

1 0 1 I 1 1 1 0 1 1

1 1 0 1 1 1 1 1 0 I

1 l l 1n

1O * '- /

- 1 1 I 0

Forma diapiftctev Particularitile decodifictorului liniar:

cel mai complicat din punct de vedere tehnologic avantaj - cea mai mare frecven de lucru.

r , = -Y, + A\ 4- .V , y 2 = X, 4- ,V: 4- A*,

IIf. 4- .V i 4- .V- ) ' a = x i + .V: 4- 3F,

-v & = v > 4- X 2 4 - .Y , 4- A*: 4 - A*3

\>.II 4- ,V: + .V , y* = *Y| 4- .V : 4- .V ,

2. Decodifictorul piramidal (fig.3)

Permite de a micora numrul de intrri a elementelor logice din structura intern fa de decodifictorul liniar. Deaceca de se utilizeaz n cazul unui numr mare de intrri. Structura unui decodifictor piramidal reprezint un circuit cu mai multe etaje la fiecare etaj al cni ia se adaog cte o variabil.

Particularitile: mai simplu din punct de vedere tehnologic, viteza mai mic dect la decodifictorul liniar.

Fig.2

16 Fig.3

3. DecodifictoniI dreptunghiular (fg.4

Schemadecodifictoruluidreptunghiular

Are o vitez de lucru mai mare ca la cel piramidal i c mai simplu dect cel liniar. Decodifictorul dreptunghiular se utilizeaz n cazul unui numr dc intrri mai mare de 4.

4. Decodifictoarenecompletc

Exist

DC 1xl 2

*x2 4

X? 56

*4 7S10

vJv2v?y4v ) D2 m

oDe pe schem DD1, DD2 - elemente ce ne permit s alegem re

gimul de funcionare a registru-lui(seric sau paralel).Intrrile D l... D3 - intrri pentru registru paralel.Dl - intrare pentru registru serie Q l, Q2. Q3 - ieiri a registrului paralel.Q3 - ieire a registrului serie.

Regim paralel:P=l i S=0,regim serie:P=0 i S=l.Cu ajutorul registrului universal se poate de transformat codul

paralel n cod serie i invers.

Temal5: NUMRTOARE DE IMPULSURINumrtoarele de impulsuri pre

zint nite D.N.S. destinate pentru numrarea impulsurilor n sistemul binar de numeraii.

C - destinat pentru aplicarea impulsului la numrtor.

>=N - ieirea de faz, nseamn c numrtorul i-a umplut

R * pentru anularea (resetarea) informaiei.

I ntr rde

semnaispecial1

c* CT Q.R

Qn >N

29

intrrile de semnal special - pentru numrarea invers, direct .a.N - cte impulsuri au fost aplicate. Capacitatea numrtorului(modulul de numrare)C = (2*2*... *2n)-i,unde n numrul de bistabile T.

Clasificarea numrtoarelor:1) Dup direcia de numrare:

numrtoare directe Nt+i Nt +1,numrtoare indirecte Nt+i=N(- l , reversibil.2) Dup modulul de efectuare a transferului ntre bistabile:

numrtor cu transfer serie (segveniaie, asincrone),numrtor de transferare paralel.

3) Dup modulul de numrare: numrtor regulat 1.numrtor arbitrar C

r R Q J - R Q J - R Q< 02 c n 1 I 1 M02 _____1 _____1 1 1

3) Numrtoare asincrone reversibile:

Numrtoarele reversibile pot fi utilizate n regim de numrare direct ct i invers. Elementele logice DD1 i DD2 servesc pentru comutarea regimului direct sau invers. n afar de intrarea C la acest numrtor mai avem intrrile:--1 i -1 (pentru regim direct -1=0 i pentru regim invers +1=0)

N um rtoare sincroneTrecerea bistabilului dintr-o stare n alta n numrtoarele

asincrone are loc consecutiv n timp Timpul total de trecere a numrtorului n starea urmtoare este egal cu suma trecerilor a fiecrui bistabil. Aceasta aduce la micorarea vitezei de lucru a numrtorului i a frecvenei maxime.

Numrtoarele sincrone se deosebesc de cele asincrone prin aceia c bistabilele trec n urmtoarea stare concomitent n acelai timp. Deci timpul de continuare a numrtoarelor este egal cu timpul de instalare a unui bistabil. Numrtoarele sincrone se mai numesc numrtoare cu transport paralel a informaiei. Structura numrtoarelor sincrone const in aceea c fiecare element I ntrunete ieiri le tuturor bistabilelor precedente. n aa mod semnalul de la intrarea

31

apare semnalul basculeaz al doilea bistabil, apoi al treilea. Neajunsul acestor bistabile este viteza de lucru redus.

2) Numrtoare asincrone inverse:

Numrtoarele reversibile pot fi utilizate n regim de numrare direct ct i invers. Elementele logice DD1 i DD2 servesc pentru comutarea regimului direct sau invers. n afar de intrarea C Ia acest numrtor mai avem intrriIe:+ i -1 (pentru regim direct -1=0 i pentru regim invers +1=0)

N um rtoare sincroneTrecerea bistabilului dintr-o stare n alta n numrtoarele

asincrone are loc consecutiv n timp Timpul total de trecere a numrtorului n starea urmtoare este egal cu suma trecerilor a fiecrui bistabil. Aceasta aduce la micorarea vitezei de lucru a numrtorului i a frecvenei maxime.

Numrtoarele sincrone se deosebesc de cele asincrone prin aceia c bistabilele trec n urmtoarea stare concomitent n acelai timp. Deci timpul de continuare a numrtoarelor este egal cu timpul de instalare a unui bistabil. Numrtoarele sincrone se mai numesc numrtoare cu transport paralel a informaiei. Structura numrtoarelor sincrone const in aceea c fiecare element I ntrunete ieiri le tuturor bistabilelor precedente. n aa mod semnalul de la intrarea

31\

T a fiecrui bistabil se formeaz concomitent dup strile bistabiluluiprecedent.

c | li fUlIl fin fin.nnJlRRnjn_m~i_n_n_r_n

Q4 ----------------------------------------------------------------------------------

Numrtoare cu modul arb itrar de numrareNumrtorul cu mod arbitrar de numrare cu capacitatea mai

mic dect 2n)-l.Ca exemplu poate servi numrtorul binar zecimal C=9.Pentru construirea unor asemenea numrtoare exist cteva metode.

1) Const n modificarea circuitului n aa mod ca dup venirea

32

strii finale care se cere(umple-rea capacitii de numrare)toate bistabilele s se instaleze n starea zero.

Cu ajutorul elementului & se fixeaz momentul apariiei strii finale a numrtorului. Urmtorul impuls, al zecelea, trece prin I, i instaleaz n 0 bistabilul.

2) Metoda sintezei numrtoare, Este o metodic ce permite construirea numrtorului ce privete structura lui cu modulul de numrare dat.Ca exemplu efectum sinteza unui numrtor cu modul de numrare 6.

a) Se determin numrul de bistabile necesare: C=6, n=3b) Se determin succesiunea schimbrii codurilor la ieirea

dispozitivului________________________________________N _____ a ______ ____ Q lm_____ I n t r r i le b is ta b i lu lu i

Q3 0 2 O l 0 3 0 2 Qi J3 K 3 J2 K 2 J1 K10 0 , 0 0 0 0 1 0 X 0 X 1 Xl 0 0 1 0 1 0 0 X 1 X X 12 0 1 0 0 1 1 0 X X 0 1 X3 0 1 1 1 0 0 1 X X 1 X 14 1 0 0 1 0 1 X 0 0 X 1 X5 1 0 1 1 1 0 X 0 1 X X 16 1 1 0 0 0 X 1 X 1 0 X7 s> 0 0 X

0 - l 1 X

l - > 0 X 1

l - l X 0

J K 0 , Qm0 0 0 0

1 1

7) Determinm funciile logice a fiecrri intrri a fiecrui bistabil folosind ca variabil de intrare Q3,Q2,Q1.

0 0 01 11 10

0 1 X X 1

1 1 X X 0

Ql Q2 03

&

c* -

J1 TTQl

K1

c 0,

J2 TT Q2

K2

c Q.

& J3 TTQ3

K3

c 0.

Tipul trecerilor J K

Metodica de mai sus poate fi aplicat i la sinteza altor /).N segveniale.

C:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-24-43.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-25-42.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-26-15.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-26-39.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-27-04.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-27-28.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-27-49.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-28-10.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-28-40.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-28-57.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-29-18.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-29-42.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-30-11.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-30-28.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-30-55.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-31-16.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-32-56.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-33-16.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-33-35.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-34-00.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-34-23.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-34-44.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-35-07.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-35-31.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-35-50.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-36-13.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-36-30.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-36-56.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-37-11.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-37-49.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-38-06.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-38-18.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-38-41.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-39-14.jpgC:\Users\Ion\Desktop\New folder\2015-05-20_0-39-56.jpg