Серии цифровых микросхем

Рис. 3. Схема ТТЛ элемента И-НЕ с простым инвертором.

Таблица истинности трехвходового мажоритарного элемента

Рис. 2.9. Условное обозначение логического элемента НЕЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ

Таблица истинности элемента НЕЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ

Рис. 8. Условное обозначение логического элемента Сумма по модулю 2

Таблица истинности элемента СУММА ПО МОДУЛЮ 2

Таблица истинности элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

Рис 6. Условное обозначение логического элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ

Таблица 6.Таблица истинности логической функции ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ

Таблица истинности логической функции ИЛИ-НЕ

Таблица 4. Таблица истинности элемента И-НЕ

Таблица истинности для инверсии переменной

Таблица 2.Таблица истинности для дизъюнкции двух переменных

Таблица 1.Таблица истинности для конъюнкции двух переменных

Рис. 1. Условные обозначения логического элемента И: а) по ГОСТ и стандарту МЭК, б) по стандарту DIN, в) по стандарту milspec

Дизъюнкция

Дизъюнкция (логическое сложение, операция ИЛИ, OR): функция при­нимает единичное значение, если единице равна хотя бы одна из входных пе­ременных (табл. 2).

Для аналитической записи функции также используется несколько рав­ноправных форм:

однако использование символа "+" не всегда удобно из-за возможной путаницы логического и арифметического сложения. Условные обозначения элементов показаны на рис. 2.

Рис. 2 Условные обозначения логического элемента ИЛИ а) по ГОСТ, б) по стандарту МЭК, в) по стандарту DIN, г) по стандарту milspec

Инверсия

Инверсия (отрицание, операция НЕ, NOT): функция одной переменной, принимает единичное значение, если входная переменная равна нулю (табл. 3).

Аналитическая запись функции возможна в нескольких видах:

Для функции НЕ используется несколько вариантов условных обозначений в пределах каждого стандарта (рис. 3).

Изображение элемента НЕ в отечественном стандарте совпадает со спецификацией МЭК.

Рис. 3. Условные обозначения логического элемента НЕ: а) по ГОСТ и стандарту МЭК, б) по стандарту DIN, в) по стандарту milspec

Штрих Шеффера

Элемент И-НЕ реализует функцию двух переменных и имеет соответствующую таблицу истинности (табл. 4). Функция имеет собственное оригинальное название "штрих Шеффера".

Условное обозначение логического элемента И-НЕ в любом стандарте объеди­няет в себе обозначение элемента И и кружок, являющийся признаком элемента НЕ (рис. 4)

Рис. 4. Условное обозначение логического элемента И-НЕ: а) по ГОСТ и стандарту МЭК, б) по стандарту DIN, в) по стандарту milspec

Стрелка Пирса

Элемент ИЛИ-НЕ реализует функцию: Функция известна под названием "стрелка Пирса".

Условные обозначения здесь, также как в предыдущем случае, объеди­няют в себе обозначение элемента ИЛИ и кружок - символ операции отрицания НЕ (рис. 5)

Рис. 5. Условное обозначение логического элемента ИЛИ-НЕ: а) по ГОСТ, б) по стандарту МЭК, в) по стандарту DIN, г) по стандарту milspec

Эквивалентность

Элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ (РАВНОЗНАЧНОСТЬ) описывается табл. 6. В ней выходная переменная Y принимает единичные значения только при равенстве входных переменных Х₀=Х₁=Х₂.

Функция имеет собственное обозначение и может быть выражена:

X0	X1	X2	Y

Исключающее ИЛИ

Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, «1 и только 1», XOR (Exclusive OR) работает в соответствии с табл. 7.

X0	X1	X2	Y

В таблице, единичные значения функции соответствуют строкам, содержащим только одну единицу. Функция сравнительно просто выражается с помощью элементарных логических операций:

Рис. 2.7. Условное обозначение логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ а) по ГОСТ и по стандарту МЭК б) по стандарту milspec

Сумма по модулю 2

Элемент СУММА ПО МОДУЛЮ 2 (MOD2) работает в соответствии с табл. 8.

Х0	Х1	Х2	Y

В таблице, единичные значения функции соответствуют строкам, в кото­рых младший разряд арифметической суммы входных переменных равен 1:

Неэквивалентность

Элемент НЕЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, (НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ) работает в

соответствии с табл. 9.

Х0	Х1	Y

В таблице единичные значения функции соответствуют неравенству входных переменных.

Мажоритарность

Мажоритарный элемент имеет много входов. Выходная переменная эле­мента принимает единичное значение, если большая часть её входных пере­менных равна единице. Так, переменная Y на выходе трехвходового мажори­тарного элемента принимает единичное значение, если два или три его входа имеют единичное значение (табл. 11).

X0	X1	Х2	Y

Логическая функция элемента может быть выражена через элементарные логические операции:

Рис. 2.10. Условное обозначение трехвходового мажоритарного элемент а

Имея элементы, осуществляющие элементарные операции, можно выполнить любую сложную логическую операцию. Такую систему функций можно назвать полной системой или базисом.

Последовательно исключая из базиса функции, можно получить так называемый минимальный базис. Под минимальным базисом понимают такой набор функций, исключение из которого любой функции превращает полную систему в неполную.

С помощью логических операций И, ИЛИ, НЕ можно выразить любую другую из элементарных функций. Следовательно, эта совокупность логических функций образует базис. Это означает, что любая логическая функция, как бы сложна она ни была, может быть представлена через логические операции И, ИЛИ, НЕ. Иначе, можно построить любое логическое устройство, имея лишь три типа логических элементов, выполняющих операции И, ИЛИ, НЕ.

Базис И, ИЛИ, НЕ не является минимальным. Из этой совокупности функций можно исключить функцию И либо функцию ИЛИ и оставшийся набор будет удовлетворять свойствам базиса. Действительно, если исключить функцию И, то операцию И можно выразить через оставшиеся ИЛИ и НЕ, но это сложно, поэтому на практике используется не минимальный базис, включающий все три функции И, ИЛИ, НЕ.

Используются некоторые другие базисы. При этом выбранный набор логических функций будет удовлетворять свойствам базиса, если с помощью этого набора функций окажется возможным выразить функции И и НЕ (либо функции ИЛИ и НЕ).

• Базис образует функция Шеффера (И-НЕ) (рис. 2а). Элементов одного типа, реализующих функцию И-НЕ, достаточно для построения логического устройства произвольной сложности.

• Базис образует функция Вебба (ИЛИ-НЕ) (рис. 2б). Используя однотипные элементы, реализующие операцию ИЛИ-НЕ, можно построить логическое устройство произвольной сложности.

В настоящее время базис И, ИЛИ, НЕ обычно используется при начальной стадии проектирования устройств для построения функциональной схемы. Для реализации устройств обычно используются базисы И-НЕ либо ИЛИ-НЕ. Элементы этого базиса широко выпускаются промышленностью в интегральном исполнении.

Логические элементы могут быть выполнены на диодах, транзисторах и в интегральном исполнении. Интегральные логические элементы завоевали в последние годы основные позиции в электронном машиностроении. Интегральное исполнение логических схем обеспечивает высокую плотность размещения элементов, что значительно сокращает размеры, массу модулей, повышает их надежность, быстродействие и т. д.

Наибольшее распространение получили интегральные элементы, построенные на транзисторах и использующие в качестве межкаскадных связей транзисторы (элементы транзисторно-транзисторной логики ТТЛ).

Основная схема элемента приведена на рис. 3. Она состоит из двух последовательно включенных функциональных частиц схемы выполняющей операции И и схемы инвертора. Отличительная особенность построения схемы И в элементах ТТЛ состоит в том, что в ней использован один многоэмиттерный транзистор.

Многоэмиттерные транзисторы легко реализуются в интегральной технологии и служат основой ТТЛ-элементов. Если на всех входах действует 1, то все переходы эмиттер-база транзистора VТ1 закрыты. Потенциал базы транзистора VТ2 открыт приложенным в прямом направлении напряжением источника + Е _К.

Ток коллекторного перехода транзистора VТ1 проходит через переход эмиттер-базы транзистора VТ2, переводя его в режим насыщения, а на выходе появляется сигнал 0. Если на одном из выходов появится сигнал 0, то соответствующий переход эмиттер-база транзистора откроется и его базовый ток перебросится из коллекторной цепи в эмиттерную. В результате транзистор VТ2 закроется и на выходе появится высокий потенциал 1. Таким образом, сигнал 0 может быть на выходе только при сигналах 1 на всех входах, что соответствует операции И-НЕ.

На практике используют ТТЛ-элементы со сложным инвертором, позволяющим увеличивать нагрузочную способность.

На рис. 4а показана схема логического элемента И-НЕ на КМОП-транзисторах с индуцированным каналом. Основные транзисторы VТ1 и VТ2 включены последовательно, транзисторы VТ3 и VT4 играют роль нагрузки.

Рис. 4. Схема КМОП-элемента И-НЕ (а) и схема КМОП-элемента ИЛИ-НЕ (б).

В случае, когда на обоих входах элемента действует высокое напряжение - 1, оба транзистора VТ1 и VТ2 оказываются открытыми и на выходе устанавливается низкое напряжение 0. Во всех остальных случаях хотя бы один из транзисторов VТ1 или VТ2 закрыт, а на выходе устанавливается сигнал 1. Таким образом, элемент выполняет логическую функцию И-НЕ.

На рис. 4б приведена схема элемента ИЛИ-НЕ КМОП-технологии. В ней транзисторы VТ1 и VТ2 - основные, транзисторы VТ3 и VТ4 -нагрузочные. Пусть на одном из входов этого элемента действует высокое напряжение 1. При этом транзистор VТ2 открыт, транзистор VТ4 -закрыт и независимо от уровня напряжения на другом входе и состояния остальных транзисторов на выходе устанавливается низкое напряжение 0. Элемент реализует операцию ИЛИ-НЕ.

КМОП-элементы состоят только из МОП-транзисторов, что делает их весьма технологичными, поэтому они широко применяются в больших интегральных схемах (БИС). Напряжение питания КМОП-элементов может быть установлено в пределах от 3 до 15 В. Недостаток КМОП-элементов - сравнительно невысокое быстродействие.

Цифровые микросхемы предназначены для обработки, преобразования и хранения цифровой информации. Выпускаются они сериями. Внутри каждой серии имеются объединенные по функциональному признаку группы устройств, логические элементы, триггеры, счетчики, элементы арифметических устройств и т. д. Микросхемы, входящие в состав каждой серии, имеют единое конструктивно-технологическое исполнение, единое напряжение питания, одинаковые уровни сигналов логического 0 и логической 1. Все это делает микросхемы одной серии совместимыми.

Основой каждой серии является базовый логический элемент. Как правило, базовые логические элементы выполняют операции И - НЕ либо ИЛИ - НЕ и по принципу построения делятся на следующие основные типы: элементы диодно-транзисторной (ДТЛ), резистивно-транзисторной логики (РТЛ), транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), эмиттерно-связанной транзисторной логики (СТЛ), микросхема на так называемых комплиментарных структурах (КМДП или КМОП). Элементы КМДП (КМОП) цифровых микросхем используют пары МДП-транзисторов (со структурой металл-диэлектрик-полупроводник) - с каналами р - и n -типов.

В радиолюбительской практике наибольшее распространение получили микросхемы ТТЛ серии К155 и КМДП (КМОП) серии К176 и К561.

Имеется свыше 100 наименований микросхем серии К155. При всех своих преимуществах - высоком быстродействии, обширной номенклатуре, хорошей помехоустойчивости - эти микросхемы обладают большой потребляемой мощностью. Поэтому им на смену выпускают микросхемы серии К555, принципиальное отличие которых - использование транзисторов с коллекторными переходами, зашунтированными диодами Шоттки. В результате транзисторы микросхем серии К555 не входят в насыщение, что существенно уменьшает задержку выключения транзисторов.

Дальнейшее развитие микросхем серий ТЛЛ - разработка микросхем серии КР1533. Основное эксплуатационное отличие их от схем серии К555 - в 1,5... 2 раза меньше потребляемая мощность при сохранении и повышения быстродействия.

Микросхемы ТТЛ рассчитаны на напряжение источника питания 5 В ± 10%. Большая часть микросхем на КМДП структурах работает при напряжении питания 3-15 В, некоторые при напряжении 9 В ± 10%. Уровни логического 0 и 1 должны отличаться возможно больше. Различают пороговое напряжение логической 1 - наименьшее напряжение высокого уровня на входе микросхемы, при котором напряжение на выходе изменяется от уровня логического 0 до уровня логической 1, а также пороговое напряжение логического 0 - наибольшее напряжение низкого уровня на входе микросхемы, при котором напряжение на выходе изменяется от уровня логической 1 до уровня логического 0.

Для микросхем на КМДП структурах ³ 0,7 U пит, £ 0,3 U пит. В то же время отклонения выходных напряжений и от нулевого значения и напряжения источника питания соответственно достигают всего несколько десятков милливольт.

Способность элемента работать на определенное число входов других элементов без дополнительных устройств согласования характеризуется нагрузочной способностью. Чем выше нагрузочная способность, меньшее число элементов может понадобиться при реализации цифрового устройства. Количественно нагрузочная способность оценивается числом единичных нагрузок, которые можно одновременно подключить к выходу микросхемы. В свою очередь единичной нагрузкой является вход основного логического элемента данной серии. Коэффициент разветвления по выходу для большинства логических элементов ТТЛ составляет 10, а для микросхем серии КМДП - 100.

Динамические параметры базовых элементов оценивают, в первую очередь, быстродействием. Количественно быстродействие можно характеризовать предельной рабочей частотой. Предельная рабочая частота микросхем ТТЛ серии К155 составляет 10 МГц, а микросхем серии К176 и К561 - лишь 1МГц.

Среднее время задержки распространения сигнала является более универсальным параметром микросхем, так как зная его, можно рассчитать быстродействие любой сложной логической схемы суммированием t зд.р.ср. для всех последовательно включенных микросхем. Для микросхем серии К155 t зд.р.ср. составляет около 20 нс, а для микросхем серии К176 - 200 нс.

Потребляемая мощность в статическом режиме оказывается различной при уровнях логического нуля (Р0) и логической единицы (Р1). В связи с этим измеряют среднюю мощность потребления. Статистическая средняя мощность потребления базовых элементов серии К155 составляет несколько десятков милливольт, а у элементов серии К176 и К561 она более чем в тысячу раз меньше. Следовательно, при необходимости построения цифровых устройств с малым потреблением целесообразно использовать микросхемы на КМДП-структурах.

• В настоящее время выпускается огромное количество разнообразных цифровых микросхем: от простейших логических элементов до сложнейших процессоров, микроконтроллеров и специализированных БИС (Больших Интегральных Микросхем). Производством цифровых микросхем занимается множество фирм — как у нас в стране, так и за рубежом. Поэтому даже классификация этих микросхем представляет собой довольно трудную задачу.

• Однако в качестве базиса в цифровой схемотехнике принято рассматривать классический набор микросхем малой и средней степени интеграции, в основе которого лежат ТТЛ серии семейства 74, выпускаемые уже несколько десятилетий рядом фирм, например, американской фирмой Texas Instruments (TII). Эти серии включают в себя функционально полный комплект микросхем, используя который, можно создавать самые разные цифровые устройства.

• Рис. 2.5. Система обозначений фирмы Texas Instruments

• Каждая микросхема серий семейства 74 имеет свое обозначение, и система обозначений отечественных серий существенно отличается от принятой за рубежом.

• В качестве примера рассмотрим систему обозначений фирмы Texas Instruments (рис. 2.5). Полное обозначение состоит из шести элементов:

• Идентификатор фирмы SN (для серий AC и ACT отсутствует).

• Температурный диапазон (тип семейства):

– 74 — коммерческие микросхемы (температура окружающей среды для биполярных микросхем — 0...70°С, для КМОП микросхем — – 40...+85°С),

– 54 — микросхемы военного назначения (температура — –55...+125°С).

• Код серии (до трех символов):

– Отсутствует — стандартная ТТЛ–серия.

– LS (Low Power Schottky) — маломощная серия ТТЛШ.

– S (Schottky) — серия ТТЛШ.

– ALS (Advanced Schottky) — улучшенная серия ТТЛШ.

– F (FAST) — быстрая серия.

– HC (High Speed CMOS) — высокоскоростная КМОП–серия.

– HCT (High Speed CMOS with TTL inputs) — серия HC, совместимая по входу с ТТЛ.

– AC (Advanced CMOS) — улучшенная серия КМОП.

– ACT (Advanced CMOS with TTL inputs) — серия AC, совместимая по входу с ТТЛ.

– BCT (BiCMOS Technology) — серия с БиКМОП–технологией.

– ABT (Advanced BiCMOS Technology) — улучшенная серия с БиКМОП–технологией.

– LVT (Low Voltage Technology) — серия с низким напряжением питания.

• Идентификатор специального типа (2 символа) — может отсутствовать.

• Тип микросхемы (от двух до шести цифр). Перечень некоторых типов микросхем приведен в приложении.

• Код типа корпуса (от одного до двух символов) — может отсутствовать. Например, N — пластмассовый корпус DIL (DIP), J — керамический DIL (DIC), T — плоский металлический.

Примеры обозначений: SN74ALS373, SN74ACT7801, SN7400.

• Обозначения отечественных микросхем

• Отечественная система обозначений микросхем отличается от рассмотренной довольно существенно (рис. 2.6). Основные элементы обозначения следующие:

• Буква К обозначает микросхемы широкого применения, для микросхем военного назначения буква отсутствует.

• Тип корпуса микросхемы (один символ) — может отсутствовать. Например, Р — пластмассовый корпус, М — керамический, Б — бескорпусная микросхема.

• Номер серии микросхем (от трех до четырех цифр).

• Функция микросхемы (две буквы).

• Номер микросхемы (от одной до трех цифр). Таблица функций и номеров микросхем, а также таблица их соответствия зарубежным аналогам приведены в приложении.

• Например, КР1533ЛА3, КМ531ИЕ17, КР1554ИР47.

• Главное достоинство отечественной системы обозначений состоит в том, что по обозначению микросхемы можно легко понять ее функцию. Зато в системе обозначений Texas Instruments виден тип серии с его особенностями.

• На первом уровне представления (логическая модель) серии не различаются ничем. То есть одинаковые микросхемы разных серий работают по одним и тем же таблицам истинности, по одним и тем же алгоритмам. Правда, надо учитывать, что некоторые микросхемы имеются только в одной из серий, а некоторых нет в нескольких сериях.

• На втором уровне представления (модель с учетом задержек) серии отличаются величиной задержки распространения сигнала. Это различие может быть довольно существенным. Поэтому в тех схемах, где величина задержки принципиальна, надо использовать микросхемы более быстрых серий (табл. 1.3).

• На третьем уровне представления (электрическая модель) серии различаются величинами входных и выходных токов и напряжений, а также, что не менее важно, токами потребления (табл. 1.3). Поэтому в тех устройствах, где эти параметры принципиальны, надо применять микросхемы, обеспечивающие, к примеру, низкие входные токи, высокие выходные токи и малое потребление.

• Серия К155 (SN74) — это наиболее старая серия, которая постепенно снимется с производства. Она отличается не слишком хорошими параметрами по сравнению с другими сериями. С этой классической серией принято сравнивать все остальные.

• Серия К555 (SN74LS) отличается от серии К155 малыми входными токами и меньшей потребляемой мощностью (ток потребления — почти втрое меньше, чем у К155). По быстродействию (по временам задержек) она близка к К155.

• Серия КР531 (SN74S) отличается высоким быстродействием (ее задержки примерно в 3–4 раза меньше, чем у серии К155), но большими входными токами (на 25% больше, чем у К155) и большой потребляемой мощностью (ток потребления — больше в полтора раза по сравнению с К155).

• Серия КР1533 (SN74ALS) отличается повышенным примерно вдвое по сравнению с К155 быстродействием и малой потребляемой мощностью (в четыре раза меньше, чем у К155). Входные токи еще меньше, чем у К555.

• Серия КР1531 (SN74F) отличается высоким быстродействием (на уровне КР531), но малой потребляемой мощностью. Входные токи и ток потребления примерно вдвое меньше, чем у К155.

• Серия КР1554 (SN74AC) отличается от всех предыдущих тем, что она выполнена по КМОП-технологии. Поэтому она имеет сверхмалые входные токи и сверхмалое потребление при малых рабочих частотах. Задержки примерно вдвое меньше, чем у К155.

• Наибольшим разнообразием имеющихся микросхем отличаются серии К155 и КР1533, наименьшим — КР1531 и КР1554.

• Надо отметить, что приведенные здесь соотношения по быстродействию стандартных серий довольно приблизительны и верны не для всех разновидностей микросхем, имеющихся в разных сериях. Точные значения задержек необходимо смотреть в справочниках, причем желательно в фирменных справочных материалах.

• Микросхемы разных серий обычно легко сопрягаются между собой, то есть сигналы с выходов микросхем одной серии можно смело подавать на входы микросхем другой серии. Одно из исключений — соединение выходов ТТЛ-микросхем со входами КМОП-микросхем серии КР1554 (74AC). При таком соединении необходимо применение резистора номиналом 560 Ом между сигналом и напряжением питания (рис. 2.7).

• Серия КР1533 (SN74ALS) отличается повышенным примерно вдвое по сравнению с К155 быстродействием и малой потребляемой мощностью (в четыре раза меньше, чем у К155). Входные токи еще меньше, чем у К555.

• Серия КР1531 (SN74F) отличается высоким быстродействием (на уровне КР531), но малой потребляемой мощностью. Входные токи и ток потребления примерно вдвое меньше, чем у К155.

• Серия КР1554 (SN74AC) отличается от всех предыдущих тем, что она выполнена по КМОП-технологии. Поэтому она имеет сверхмалые входные токи и сверхмалое потребление при малых рабочих частотах. Задержки примерно вдвое меньше, чем у К155.

• Наибольшим разнообразием имеющихся микросхем отличаются серии К155 и КР1533, наименьшим — КР1531 и КР1554.

• Надо отметить, что приведенные здесь соотношения по быстродействию стандартных серий довольно приблизительны и верны не для всех разновидностей микросхем, имеющихся в разных сериях. Точные значения задержек необходимо смотреть в справочниках, причем желательно в фирменных справочных материалах.

• Микросхемы разных серий обычно легко сопрягаются между собой, то есть сигналы с выходов микросхем одной серии можно смело подавать на входы микросхем другой серии. Одно из исключений — соединение выходов ТТЛ-микросхем со входами КМОП-микросхем серии КР1554 (74AC). При таком соединении необходимо применение резистора номиналом 560 Ом между сигналом и напряжением питания (рис. 2.7).

• Номера выводов всех корпусов отсчитываются начиная с вывода, помеченного ключом, по направлению против часовой стрелки (если смотреть на микросхему сверху). Ключом может служить вырез на одной из сторон микросхемы, точка около первого вывода или утолщение первого вывода (рис. 2.8). Первый вывод может находиться в левом нижнем или в правом верхнем углу (в зависимости от того, как повернут корпус). Микросхемы обычно имеют стандартное число выводов из ряда: 4, 8, 14, 16, 20, 24, 28,.… Для микросхем стандартных цифровых серий используются корпуса с количеством выводов начиная с 14.

• Назначение каждого из выводов микросхемы приводится в справочниках по микросхемам, которых сейчас имеется множество. Правда, лучше ориентироваться на справочники, издаваемые непосредственно фирмами-изготовителями. В данной книге назначение выводов не приводится.

• Отечественные микросхемы выпускаются в корпусах, очень похожих на DIL и Flat, но расстояния между их выводами вычисляются по метрической шкале и поэтому чуть-чуть отличаются от принятых за рубежом. Например, 2,5 мм вместо 2,54 мм, 1,25 мм вместо 1,27 мм и т.д. Для корпусов с малым числом выводов (до 20) это не слишком существенно, но для больших корпусов расхождение в расстоянии может стать существенным. В результате на плату, рассчитанную на зарубежные микросхемы, нельзя поставить отечественные микросхемы, и наоборот.

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

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.

• Для обозначения полярности сигнала на схемах используется простое правило: если сигнал отрицательный, то перед его названием ставится знак минус, например, -WR или -OE, или же (реже) над названием сигнала ставится черта. Если таких знаков нет, то сигнал считается положительным. Для названий сигналов обычно используются латинские буквы, представляющие собой сокращения английских слов, например, WR — сигнал записи (от "write" — "писать").

• Инверсия сигнала обозначается кружочком на месте входа или выхода. Существуют инверсные входы и инверсные выходы (рис. 2.2).

• Если какая-то микросхема выполняет функцию по фронту входного сигнала, то на месте входа ставится косая черта (под углом 45°), причем наклон вправо или влево определяется тем, положительный или отрицательный фронт используется в данном случае (рис. 2.2).

• Тип выхода микросхемы помечается специальным значком: выход 3С — перечеркнутым ромбом, а выход ОК — подчеркнутым ромбом (рис. 2.2). Стандартный выход (2С) никак не помечается.

• Наконец, если у микросхемы необходимо показать неинформационные выводы, то есть выводы, не являющиеся ни логическими входами, ни логическими выходами, то такой вывод помечается косым крестом (две перпендикулярные линии под углом 45°). Это могут быть, например, выводы для подключения внешних элементов (резисторов, конденсаторов) или выводы питания (рис. 2.3).

• В схемах также предусматриваются специальные обозначения для шин (рис. 2.4). На структурных и функциональных схемах шины обозначаются толстыми линиями или двойными стрелками, причем количество сигналов, входящих в шину, указывается рядом с косой чертой, пересекающей шину. На принципиальных схемах шина тоже обозначается толстой линией, а входящие в шину и выходящие из шины сигналы изображаются в виде перпендикулярных к шине тонких линий с указанием их номера или названия (рис. 2.4). При передаче по шине двоичного кода нумерация начинается с младшего разряда кода.

• В схемах также предусматриваются специальные обозначения для шин (рис. 2.4). На структурных и функциональных схемах шины обозначаются толстыми линиями или двойными стрелками, причем количество сигналов, входящих в шину, указывается рядом с косой чертой, пересекающей шину. На принципиальных схемах шина тоже обозначается толстой линией, а входящие в шину и выходящие из шины сигналы изображаются в виде перпендикулярных к шине тонких линий с указанием их номера или названия (рис. 2.4). При передаче по шине двоичного кода нумерация начинается с младшего разряда кода.

•