Базалық анықтамалар

13 

 

тырысады.  Өндіруші  шеберлігі  қолданылған  логикалық  элементтерге  кері 

пропорционал деген ой бар. Бірақ та бұл әр кез дұрыс емес. 

 

2.1.2  Инверторлар 

 

Ең  қарапайым  логикалық  элемент  –  бұл  инвертор(логикалық  элемент 

НЕ,  "inverter")  бірінші  тарауда  еске  салынған.  Инвентор  қарапайым 

логикалық  функцияны  атқарады  –  инверттейді,  яғни  кіріс  сигналының 

деңгейін қарама қарсыға өзгертеді. Оның тек бір кірісі және бір шығысы бар. 

Инвентордың  шығысы  2С  немесе  ОК  типі  болуы  мүмкін.  2.1  суретте  бізде 

және  шет  елдерде  қабылданған  инвентордын  шартты  белгілеуі  корсетілген, 

ал 2.1 кестеде инвентордын шындығы келтірілген. 

 

 

a.

 

2.1-сурет - Инвенторлардың шартты белгілеулері: 

шет елдік (сол жақта) және отандық (оң жақта). 

 

Әдетте  микросхеманың  бір  корпусында  алты  инвертор  болады. 

Инверторлы микросхемалардын отандық белгілеуі ЛН. Мысалы: КР1533ЛН1 

(SN74ALS04)  —  2С  шығысты  алты  инвентор,  КР1533ЛН2  (SN74ALS05)  —

ОК  шығысты  алты  инвентор.  Оған  қоса  жоғары  шығыс  токты  (ЛН4)  және 

жоғары  шығыс  кернеулі(ЛН3,  ЛН5),  ОК  шығысты  инвенторлар  да  болады. 

ОК шығысты инверетр үшін pull-up ауырлық резисторының қосылуы қажет.  

Оның  минималды  мәні  былай  табылады: 

R  <  U/I

OL

,  мұндағы  U  –  резистор 

жалғанатын кернеу. Әдетте резистор жүздеген Ом бірлігімен алынады.  

 

2.1-кесте. Инвертордың ақиқат кестесі 

кіріс 

Шығыс 

0 

1 

1 

0 

 

Инвертордың  басты  қолану  екі  аясы  –  бұл  сигналдың  полярлығын 

өзгертуде  және  сигнал  фронтының  полярлығын  өзгертуде(2.2  сур.).  Яғни 

инвертор  оң  кіріс  сигналын  теріс  шығыс  сигналына  айналдырады  және 

керісінше, ал оң кіріс сигнал фронтынан – теріс шығыс сигнал фронтын және 

керісінше.  Инвертордың  тағы  бір  маңызды  қолданысы  –  сигналдарды 

күшейту.  Мұндай  жағдай  сигналды  бірнеше  кіріске  беру  керек  болып,  ал 

сигналдың шығыс тогы жеткіліксіз болған кезде болады.     

 

14 

 

 

2.2 сурет -   Сигнал полярлығының инверсиясы мен сигнал фронтының 

инверсиясы 

 

Инвертор  стандартты  емес  қосылуларда  басқа  элементтерге  қарағанда 

көбірек қолданысқа ие. Мысалы, инверторлар әдетте тікбұрышты импульсты 

генератор  схемаларында  қолданылады  (2.3-сур.),  мұнда  шығыс  сигнал 

периодты  ноль  деңгейінен  бірлік  деңгейге  өтіп  отырады  және  керісінше.  Д 

схемасынан 

басқа 

көрсетілгеннің 

барлығы  К155ЛН1 

элементінде 

орындалған,  бірақ  инверторлардың  басқа  да  серияларында  резисторлардың  

номиналдарының  тиісті  өзгертілуінде  орындалуы  мүмкін.  Мысалға,  К555 

сериясы  үшін  резистор  номиналдары  үш  есе  өседі.  Д  схемасы  КР531ЛН1 

элементтерінде  орындалған,  өйткені  ол  инвнрторлардың  өте  тез  әсер  етуін 

талап етеді. 

 

 

2.3  Cурет -   Инверторлардағы импульсті генераторлар схемасы 

 

 

А,  б  және  в  схемаларында  мінездемелерін (шығыс  жиілігін,  импульс 

ұзақтығын)  жуықтап  қана  есептеп  шығаруға  болатын,  қарапайым  RC-

генераторлары  көрсетілген.  А  және  б  схемалары  үшін  көрсетілген  резистор 

номиналы  мен  конденсаторында  генерация  жиілігі  100кГц  құрайды,  схема 

үшін  –    1МГц.  Бұл  схемаларды  жиіліктен  гөрі  генерация  маңыхды  болған 

жағдайда  пайдаланған  жөн.  Ал  егер  жиіліктің  нақты  шамасының  мәні  зор 

болған  жағдайда  шығыс  сигналының  жиілігі  тек  кварцалық  резонатордың 

мінездемелерімен  анықталатын,  г  және  д  схемалары  ұсынылады.  Г  схемасы 

бірінші  гармоникада  жұмыс  істейтін  кварцалық  резонаторда  қоданылады. 

Сыймдылықты  мына  формуламен  бағалауға  болады: 

C>1/(2RF)

  Мұнда 

F  – 

генерация жиілігі. Д схемасы бірінші гармоника жиілігінен 3, 5, 7 есе үлкен 

жиілікте істейтін гармоникалық кварцалық резонаторларда іске асырылады. 

15 

 

 

 

2.4 Cурет -   Инверторлардың сигналдарды тоқтатудағы қолданысы 

 

 

 

Сигналды  кідірту  (5-100нс)керек  болған  кезде  де  пайдаланылады. 

Кідірістің  бұл  түрін алу  үшін  инверторлардың  қажетті  санын тізбектей  қосу 

керек  (3.4-сур.).  айтарлық  төрт  инвертор  үшін  кідіріс  уақытының 

қосындысын былай көрсетуге болады:  

tЗ = 2t

PHL

 + 2t

PLH

 

Алайда,  шын  мәнінде  элементтердің  кідірісі  кестелік   

t

PHL

  және 

t

PLH

 

мәндерінен  әлдеқайда  төмен  болатынын,  кейде  тіпті  екі  есе,  ескерген  жөн. 

Яғни кідірістің шамасын тек жуықтап қана есептеп таба аламыз. 

Сигналдарды  кідіртуде  конденсаторлар  да  қолданылады  (3.4-сур., 

төмен  жағы).  Десе  де,  кідіріс  конденсатор  заряды  мен  разрядының 

баяулығынан  пайда  болады.  Резисторсыз  схема  (суреттің  сол  жағында) 

шамамен100нс  кідіріс  береді.  Резистор  қосылған  схемада  (суреттің  оң 

жағында)  резистордың  шамасы  жүздеген  Ом  болуы  тиіс.  Бірақ  бұндай 

схемаларды  таңдаған  кезде  микросхемалардың  кейбір  сериясы  (мысалы, 

КР1533) кіріс сигналдарының тартылған фронттарымен нашар істейтінін есте 

сақтау  керек.  Схемадағы  уақытпен  істейтін  конденматорлар  мөлшері  схема 

өндірушінің  шеберлігінің  деңгейіне  кері  пропорционалдығын  есепке  алған 

абзал.  

Инвертордың  тағы  бір  қолданыс  аясы:  ОК  шығысты,  «НЕМЕСЕ  өткізгіш» 

элементтерінің  тізбегінен  құралады.  Бұл  үшін  бірнеше  инвертордың 

шығыстары ОК шығыстарымен қосылады да, резистор арқылы қорек көзімен 

жалғанады  (2.5-сур.).  Схеманың  шығысы  барлық  элементтердің  қосылған 

шығысы  болып  табылады.    Бұл  конструкция  ЖӘНЕ-ЕМЕС  логикалық 

функцияны  атқарады,  яғни  шығыста  барлық  кірісінде  нөлге  тең  логикалық 

бірліктердің  сигналдары  болады.  Бірақ,  логикалық  функуиялар  жайлы 

төменде қарастырылады. 

 

 

 

 

16 

 

 

 

2.5 Cурет -  ЖӘНЕ-ЕМЕС функциясы үшін инверторлардың шығысымен ОК 

қосарлынуы 

 

Бөлімді  қорыта  келгенде,  сигнал  инверсиясы  күрделі  логикалық 

элементтер  ішінде  де  қолданылатынын  және  курделі  функцияларды 

атқаратын цифрлық микросхемаларда қолданысқа ие екенін атап өту керек. 

 

2.1.2 

ЖӘНЕ, 

ЖӘНЕ-НЕМЕСЕ, 

НЕМЕСЕ, 

НЕМЕСЕ-ЕМЕС 

ЭЛЕМЕНТТЕРІ 

 Цифрлық  электрониканың  құрамдас  бөліктерінің  күрделенуінің  келесі 

қадамы  –  қарапайым  логикалық  функцияларды  орындайтын  элементтер. 

Оларды  бірнеше  тең  құқылы  кірістері  (2-ден  12-ге  дейін)  мен  кіріс 

сигналдардың  комбинациясымен  анықталатын  бір  шығысының  болуы 

біріктіреді.    Ең  кең  таралған  логикалық  функциялар  –  бұл,  ЖӘНЕ  (отандық 

жүйеде  ЛИ  белгісі  ),  ЖӘНЕ-ЕМЕС  (  ЛА  белгісі  ),  НЕМЕСЕ  (  ЛЛ  белгісі  ), 

НЕМЕСЕ-ЕМЕС ( ЛН белгісі ).  

ЕМЕС  сөзінің  элемент  атауында  болуы  тек  бір  нәрсені  ғана  білдіреді  –

сигналдың  орнатылған  инверсиясын.    Халықаралық  жүйеде  келесі 

қысқартулар қоданылады: AND – ЖӘНЕ функциясы,  NAND – ЖӘНЕ-ЕМЕС 

функциясы, OR – НЕМЕСЕ функциясы, NOR – НЕМЕСЕ-ЕМЕС функциясы.  

ЖӘНЕ  және  НЕМЕСЕ  функцияларының  атаулары  кірістегі  қандай 

шарттарда  шығыста  сигнал  пайда  болатынын  білдіреді.  Бұл  кезде  кірістегі 

және шығыстағы бірлік сигналдардағы оң логика туралы айтылып отыр. 

ЖӘНЕ  элементі  шығыста  бірлікті  қалыптастырылады,  егер  барлық 

кірістерде  бірліктер  болса.  Егер  сөз  ЖӘНЕ-ЕМЕС  элементі  туралы  болса, 

онда барлық кірістерде бірліктер болғанда, шығыста нөл қалыптасады  (табл. 

3.4). Функция атауының алдындағы сан элемент кірісінің санын білдіреді.  

 

Мысалы,  8И-ЕМЕС  –  бұл,  сегізкірісті  шығысында  инверсиялы  ЖӘНЕ 

элементі. 

 

 

 

 

 

17 

 

2.4  -к  е  с  т  е    Екі  кірісті  ЖӘНЕ,  ЖӘНЕ-ЕМЕС,  НЕМЕСЕ,  НЕМЕСЕ-

ЕМЕС элементтерінің ақиқат кестесі 

 

кіріс 1  кіріс 2  кіріс ЖӘНЕ  Шығыс  

ЖӘНЕ-ЕМЕС 

Шығыс 

НЕМЕСЕ 

Шығыс 

НЕМЕСЕ -ЕМЕС 

0 

0 

0 

1 

0 

1 

0 

1 

0 

1 

1 

0 

1 

0 

0 

1 

1 

0 

1 

1 

1 

0 

1 

0 

 

НЕМЕСЕ  элементі  шығыста  нөлді  сонда  ғана  қалыптастырады,  егер 

барлық  кірістерде  нөл  болса.  НЕМЕСЕ-ЕМЕС  элементі  кірістердің  ең 

болмағанда біреуінде бірлік болса, шығыста нөл береді  (2.4-кесте). Мысалы, 

4 НЕМЕСЕ-ЕМЕС – шығысында инверсиялы төрткірісті НЕМЕСЕ элементі.   

 

 

2.6 Сурет -  ЖӘНЕ, ЖӘНЕ-ЕМЕС, НЕМЕСЕ, НЕМЕСЕ-ЕМЕС 

элементтерінің белгіленуі: шет ел (сол жақта) және отандық (оң жақта). 

 

  Схемадағы  екікірісті  ЖӘНЕ,  ЖӘНЕ-ЕМЕС,  НЕМЕСЕ,  НЕМЕСЕ-

ЕМЕС  элементтерінің  отандық  және  шет  елдік  белгіленулері  2.6-  суретте 

көрсетілген.  Бұл  барлық  элементтер  2C,  OK  және  3C  түрдегі  шығыстармен 

болады. Соңғысында міндетті түрде EZ  кірісі болады. 

Теріс логика кезінде, нөлдік кіріс және  шығыс сигналда ЖӘНЕ элементі 

НЕМЕСЕ функциясын атқаратынын байқау қиын емес. Яғни, ең болмағанда 

кірістердің  біреуінде  ғана  нөл  болса,  шығыста  нөл  болады.  Ал  НЕМЕСЕ 

элементі  теріс  логика  кезінде  ЖӘНЕ  функциясын  атқарады,  яғни  барлық 

кірістерде  нөл  болғанда  ғана  шығыста  нөл  болады.  Сонымен,  кәдімгі 

электронды құрылғыларда сигналдар кез келген полярлы (оң және теріс) бола 

алады, олай болса, әрқашан нақты жағдайларда қажетті элементті өте мұқият 

таңдау  керек.  Мұны  әсіресе  бірнеше  әртүрлі  атаулы  логикалық  инверсиялы 

және  қиын функцияларды  алуға  арналған  инверсиясыз  элементтер  тізбектей 

қосылған  кезде  есте  ұстау  керек.  Сондықтан  ЖӘНЕ,  ЖӘНЕ-ЕМЕС, 

НЕМЕСЕ, 

НЕМЕСЕ-ЕМЕС 

элементтері 

құрастырушыға 

олардың 

атауларында  келтірілген  логикалық  функцияларды  орындайтын    қолдану  

әрқашан  тиімді  емес.  Кейде  оларды  рұқсат/тиым  немесе  аралас/түйісу 

элементтері  ретінде  қолданған  ыңғайлы.  Бірақ  алдымен  осы  элементтердегі 

логикалық функциялардың іске асу жағдайын қарастырамыз.  

18 

 

2.7

 

суретте

  кіріс  және  шығыс  сигналдарының  талап  етілетін  уақыттық 

диаграммалары  негізінде  шығыс  сигналдар  элементтерінің  құрастырылу 

мысалдары көрсетілген. А жағдайында шығыс сигнал екі бірлік кіріс сигналы 

кезінде  бірге  тең  болуы  қажет,  сәйкесінше,    2ЖӘНЕ  элементі  жеткілікті.  Б 

жағдайында  кіріс  сигналының  біреуі  бірге  тең  болған  жағдайда  шығыс 

сигнал  нөлге  тең  болуы  тиіс,  сәйкесінше,  2НЕМЕСЕ-ЕМЕС  элементі  талап 

етіледі.  В  жағдайында  бір  уақыттағы  Вх.  1  бірлік    сигналдың,  Вх.  2    нөлдік 

сигналдың және Вх. 3 бірлік  сигналдың ауысуы кезінде шығыс сигнал нөлге 

тең болуы тиіс. Сәйкесінше 3ЖӘНЕ-ЕМЕС элементі талап етіледі, бұл кезде 

Вх. 2 сигналын алдын ала инверттеу керек. 

 

 

2. 7 Сурет -   И және ИЛИ элементтерін қолдану мысалдары 

   

Қарастырылып  жатқан  топтағы  кез  келген  логикалық    элементтерді 

басқарылатын  кіріс  сигналдың  өткізгіші  ретінде  қарастыруға  болады 

(инверсиямен немесе инверсиясыз).  

Мысалы,  2ЖӘНЕ-ЕМЕС  элемента  жағдайында  кірістің  біреуін 

информациялық  деп,  ал  екіншісін  —  басқарушы  деп  қарастыруға  болады. 

Бұл  жағдайда  басқарылатын  кірістің  бірлігінде  шығыс  сигнал  инверттелген 

кіріс  сигналға  тең  болады,  ал  нөл  болғанда  басқарылатын  кірісте  шығыс 

сигнал  әрқашан  бірге  тең  болып  тұрады,  яғни  кіріс  сигналдардың  өтуіне 

рұқсат 

жоқ. 

ОК 

шығысымен 

2ЖӘНЕ-ЕМЕС 

Элементтерін  

мультиплексирленген  немесе  екі  жаққа  бағытталған  линиямен  жұмыс  үшін 

басқарылатын буфер ретінде қолданылады .  

Дәл  осылай  рұқсат/  рұқсат  жоқ    элементі  ретінде  ЖӘНЕ,  НЕМЕСЕ, 

НЕМЕСЕ-ЕМЕС элементтері қолданылуы мүмкін. 

(2.1 сурет)

. Элементтердің 

арасындағы  айырмашылық  басқарылатын  сигналдың  полярлығында,  кіріс 

сигналдың    инверсиясында,  сонымен  қатар  шығыс  сигналдың  кіріс 

сигналдардың өтуіне рұқсат жоқ кезіндегі деңгейінде (нөл или бір). 

 

19 

 

 

 

2.8.-сурет 

 

- 

ЖӘНЕ,  ЖӘНЕ-ЕМЕ-С,  НЕМЕСЕ,  НЕМЕСЕ-ЕМЕС 

элементтерінде сигналдардың .өтуіне  .рұқсат/ рұқсат жоқ 

 

 

 

 

2.9-сурет -   Кіріс сигналға рұқсат жоқ  кезінде артық фронттың пайда болуы 

 

  Рұқсат/ рұқсат жоқ элементтерін қолдану кезінде сигналдың фронтына 

әсер  ететін  элементтің  шығысынан  кірісіне  өткен  кезде  қиындықтар 

тууындауы  мүмкін.  Рұқсат    жағдайынан  рұқсат  жоқ  жағдайына  және  рұқсат 

жоқ  жағдайынан  рұқсат  жағдайына  өту  кезінде    шығыс  сигналда  қосымша  

фронт  пайда  болуы  мүмкін,  ол  кіріс  сигналмен  ешбір  байланыспаған  (3.18 

Сурет). Бұны болдырмау үшін келесі ережелерді орындау қажет: егер кіріс оң 

фронтқа әсер етсе, онда рұқсат жоқ жағдайында элементтің шығысында нөл 

болуы қажет, және керісінше. 

  Кейде  бір  немесе  әр  түрлі  полярлықты  екі  сигналды  араластыру 

функциясын  жасау  міндеті  туындайды.Яғни,  шығыс  сигнал  бір  кіріс 

сигналының  да,  екінші  кіріс  сигналының  да  келген  жағдайында  болу  керек. 

Егер  екі  кіріс  сигнал  да,  шығыс  сигнал  да    он  болса,онда  біз  таза  түрде 

НЕМЕСЕ функциясын аламыз, және 2НЕМЕСЕ элементі талап етіледі. Бірақ  

осындай араластыру үшін екі кіріс сигнал да, шығыс сигнал да  теріс болса, 

2ЖӘНЕ  элементі  керек.  Ал  егер  кіріс  сигналдың  полярлығы  шығыс 

сигналдың  полярлығымен  сәйкес  келмесе,  онда  инверсиялы  элемент  керек 

(оң шығыс сигналы кезінде ЖӘНЕ-ЕМЕС және теріс шығыс сигналы кезінде 

НЕМЕСЕ-ЕМЕС). 2.10-

суретте 

әр түрлі элементтерде араласуы көрсетілген. 

20 

 

 

 

2.10-сурет  - Екі сигналды араластыру реализациясы 

 

Қарастырылып жатқан ЖӘНЕ, ЖӘНЕ-ЕМЕС, НЕМЕСЕ, НЕМЕСЕ-ЕМЕС 

элементтері кейде әр түрлі сигналдың сәйкес келу схемасы ретінде ыңғайлы. 

Яғни шығыс сигнал кірістегі сигналдар сәйкес келгенде өңделеді (біруақытта 

келеді).  Егер  де  сәйкестік  болмаса,  онда  шыңыс  сигнал  болмауы  тиіс.  2.11- 

суретте 

төрт  түрлі  элементте  сәйкес  келу  схемасы  көрсетілген.  Олар  кіріс 

сигналдың  полярлығымен  ерекшеленеді,  сонымен  қатар  шығыс  сигналдың 

инверсиясының болу, болмауымен ерекшеленеді. 

 

 

жүктеу 3,65 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: