Выход с тремя состояниями 3С очень похож на стандартный выход, но к двум состояниям добавляется еще и третье - пассивное, в котором выход можно считать отключенным от последующей схемы. Такой выход можно считать состоящим из двух переключателей (Рис. 2.20.а), которые могут замыкаться по очереди, давая логический нуль и логическую единицу, но могут и размыкаться одновременно. Третье состояние называется высокоимпедансным или Z-состоянием. Для перевода выхода в третье Z-состояние используется специальный управляющий вход, обозначаемый OE (Рис. 2.20.б) (Output Enable - разрешение выхода) или EZ (Enable Z-state).
а) | б) | с) |
Рис.2.20 Выход с тремя состояниями |
При наличии разрешения (ОЕ = 1) элемент работает как обычно, выполняя свою логическую операцию, а при его отсутствии (ОЕ=0) переходит в состояние «отключено».
Входы типа 3С можно соединять параллельно (Рис.2.20.с) при условии, что в любой момент времени активным может быть только один из них. В этом случае отключенные выходы не мешают активному формированию сигнала в точке соединения выходов. Эта возможность позволяет применять элементы 3С в магистрально-модульных микропроцессорных и других системах, где многие источники информации поочередно пользуются одной и той же линией связи (рис.2.21).
|
|
Объединение выходов цифровых микросхем совершенно необходимо также при шинной (или магистральной) организации связей между цифровыми устройствами.
При шинной организации связей все сигналы между устройствами передаются по одним и тем же линиям (проводам), но в разные моменты времени (это называется временным мультиплексированием). В результате количество линий связи резко сокращается, а правила обмена сигналами существенно упрощаются.
Рис. 2.21. Шинная организация связей
Группа линий (сигналов), используемая несколькими устройствами, как раз и называется шиной. Понятно, что объединение выходов в этом случае совершенно необходимо - ведь каждое устройство должно иметь возможность выдавать свой сигнал на общую линию. К недостаткам шинной организации относится, прежде всего, невысокая скорость обмена сигналами.
Используя микросхемы с тремя состояниями по выходу можно создавать магистрали с двунаправленными потоками информации, а также уплотнять каналы передачи данных (рис.2.22).
Элементы типа 3С сохраняют такие достоинства элементов с логическим выходом как быстродействие и высокая нагрузочная способность.
а) работа на общую нагрузку | б) двухсторонняя передача информации |
Рис.2.22. Использование МС с тремя состояниями по выходу |
Контрольные вопросы
|
|
- Нарисуйте условное обозначение инвертора, напишите его таблицу истинности и логическое выражение которым описывается работа инвертора.
- Нарисуйте условное обозначение коньюнктора, напишите его таблицу истинности и логическое выражение которым описывается его работа.
- Нарисуйте условное обозначение дизъюнктора, напишите его таблицу истинности и логическое выражение которым описывается его работа.
- Какие элементы называются базовыми?
- Нарисуйте условное обозначение базового логического элемента И-НЕ, напишите его таблицу истинности и логическое выражение которым описывается его работа.
- Нарисуйте условное обозначение базового логического элемента ИЛИ-НЕ, напишите его таблицу истинности и логическое выражение которым описывается его работа.
- Напишите теорему Де-Моргана для сложения и для умножения.
- Что такое нагрузочная способность? Какие параметры ее определяют?
- Напишите выражения определяющие зоны статической помехоустойчивости ЛЭ по нижнему уровню (Uн пом)′ и верхнему (Uв пом)′ уровням напряжения.
- Покажите на амплитудной передаточной характеристике (Рис.2.10) Uн вых пор и Uв вых пор . Что обозначают эти значения?
- Какие параметры ЛЭ относятся к динамическим?
- Какая логика называется положительной, а какая отрицательной?
- Что определяют параметры t10зд р, t01зд р. Покажите значения этих параметров для положительной логики на Рис.2.11.
- Как определяется средняя задержка распространения сигнала ЛЭ (τ зд р ср)?
- Какие параметры ЛЭ относятся к статическим параметрам?
- Что определяют параметры U0вх, U1вх?
- Что определяют параметры U0вых, U1вых?
- Что определяют параметры U0вх пор, U1вх пор?
- Что определяют параметры U0вых пор, U1вых по?
- Что определяют параметры I0вх, I1вх, I0вых, I1вых?
- Что определяют параметры I0пот, I1пот?
- Что такое потребляемая мощность?
- Какая модель представления цифровых схем называется логической? Когда она используется?
- Какая модель представления цифровых схем называется моделью с временными задержками? Когда она используется?
- Какая модель представления цифровых схем называется электрической моделью? Когда она используется?
- Какие разновидности выходных каскадов Вы знаете?
- Нарисуйте схему выхода с двумя состояниями (стандартный выход).
- Нарисуйте схему выхода с открытым коллектором.
- Что такое выход с тремя состояниями?