Двоичную систему счисления используют в большинстве современных цифровых вычислительных машин.
В первом столбце таблицы (ее называют таблицей истинности) записаны десятичные числа от 0 до 9, а в последующих четырех столбцах - разряды двоичного числа. Видно, что число в последующей строке получается в результате прибавления 1 к первому разряду двоичного числа. С помощью четырех разрядов можно записать числа от 0000 до 1111, что соответствует диапазону чисел от 0 до 15 в десятичной системе. Таким образом, если двоичное число содержит N разрядов, то с его помощью можно записать максимальное десятичное число, равное 2^(N-1). По таблице также несложно заметить, как можно перевести число из двоичной системы в десятичную. Для этого достаточно сложить степени числа 2, соответствующие тем разрядам, в которых записаны логические 1. Так, двоичное число 1001 соответствует десятичному числу 9 (2^3 + 2^0).
В основу работы цифровых микросхем положена двоичная система счисления. В этой системе используются две цифры: 0 и 1. Цифра 0 соответствует отсутствию напряжения на выходе логического устройства, 1 - наличию напряжения. С помощью нулей и единиц двоичной системы можно записать (закодировать) любое десятичное число. Так, для записи одноразрядного десятичного числа требуются четыре двоичных разряда. Сказанное поясняется табл. 1.
Дело в том, что цифровые микросхемы предназначены для выполнения определенных логических действий над входными сигналами. Например, на выходе цифровой микросхемы должно появиться напряжение высокого уровня в том случае, если напряжение высокого уровня присутствует хотя бы на одном из входов, т.е. данная микросхема выполняет логическую операцию ИЛИ (логическое сложение). Если же логический сигнал на выходе микросхемы должен быть равен произведению логических сигналов на входах микросхемы, то это операция логического умножения. Существует множество других правил обработки сигналов в цифровых микросхемах. Специальная область математики - булева алгебра (по имени английского математика Дж. Буля) - исследует эти законы. Вот почему цифровые микросхемы называют еще и логическими.
Почему же уровни напряжений называют логическими?
Таким образом, в микросхемах ТТЛ и КМОП высокий и низкий уровни напряжений сильно отличаются друг от друга, что упрощает совместную работу микросхем с транзисторами, тиристорами и другими приборами.
уровням, составляют соответственно 8,6...8,8 и 0,02...0,05 В (при напряжении питания 9 В).
В своих разработках радиолюбители наряду с микросхемами ТТЛ широко используют микросхемы на полевых транзисторах, из которых наибольшее распространение получили серии микросхем КМОП (комплементарные полевые транзисторы со структурой металл-окисел-полупроводник). К ним относятся, например, микросхемы серий К164, К176, К561, К564. Для: таких микросхем напряжения, соответствующие высокому и низкому логическим
Все микросхемы подразделяют на две группы - аналоговые и цифровые. Аналоговые микросхемы предназначены для работы с непрерывными во времени сигналами. К их числу можно отнести усилители радио-, звуковой и промежуточной частот, операционные усилители, стабилизаторы напряжения и др. Для аналоговых микросхем характерно то, что входная и выходная электрические величины могут иметь любые значения в заданном диапазоне. В цифровых же микросхемах входные и выходные сигналы могут иметь один из двух уровней напряжения: высокий или низкий. В первом случае говорят, что мы имеем дело с высоким логическим уровнем, или логической 1, а во втором - с низким логическим уровнем, или логическим 0. Для микросхем транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) серий К133, К155, К555, широко используемых радиолюбителями, в технических условиях указывают напряжение высокого логического уровня не менее 2,4 В, а низкого - не более 0,4 В. Фактически эти напряжения составляют обычно 3,2...3,5 и 0,1...0,2 В.
Интегральной микросхемой называют миниатюрное электронное устройство, выполняющее определенные функции преобразования и обработки сигналов и содержащее большое число активных и пассивных элементов (от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч) в сравнительно небольшом корпусе.
В большинстве устройств, описанных в этой книге, используются интегральные микросхемы. Радиолюбители даже с небольшим опытом конструирования аппаратуры скорее всего уже имели дело с микросхемами. Но и начинающие радиолюбители смогут повторить устройства, описанные в этой книге. Сведения о микросхемах и рекомендации по их применению, изложенные ниже, помогут им в этом.
1 . ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ И РАБОТА С НИМИ
1. Интегральные микросхемы и работа с ними.
Большинство устройств схемно просты и не требуют налаживания, в необходимых же случаях сообщаются подробные сведения о наладке. Даны рисунки печатных плат и внешнего вида устройств. В описаниях конструкций приводятся сведения по возможной замене элементов; этому же посвящена и отдельная глава книги. Все устройства были собраны автором и проверены в работе, некоторые из них эксплуатируются в быту на протяжении значительного времени. Издательство желает успехов юным радиоконструкторам и их наставникам.
В этом плане особый интерес представляют разработки автора, помещенные в разделе "Новые технические решения". Приведенные там электронные приборы и устройства, такие, как "Цифровой измеритель заряда", который резко повышает качество и надежность при зарядке аккумуляторов различных типов, "Стабилизатор сетевого напряжения", не искажающий форму напряжения сети и способный работать без нагрузки, "Охранное устройство на базе имитатора" и другие, впервые описаны в радиолюбительской литературе.
Эту книгу отличает практическая полезность всех описанных конструкций для использования в школе или у себя дома. Несмотря на простоту схемных решений, они помогут создать не только нужный прибор, но научиться работать с основой современной электроники с микросхемами.
Эта книга "Полезные схемы для радиолюбителей" является существенно расширенным и дополненным, ранее изданным вариантом работы автора "Электронные конструкции своими руками". Она была выпущена в Радиобиблиотеке "Символа-Р" "Отцы и дети". Этот новый выпуск позволит читателям, интересующимся современной электроникой, познакомиться с оригинальными новыми схемными решениями автора известным разработчиком электронных приборов и устройств для повторения как начинающими, так и более опытными радиолюбителями. Если некоторые конструкции тем, кто делает лишь первые шаги, только начинает чтение подобной литературы с паяльником и в руках покажутся слишком сложными, то, несомненно, им помогут их отцы или руководители радиокружков.
Краткое содержание.
4. Полезные схемы для радиолюбителей
4. Полезные схемы для радиолюбителей
Комментариев нет:
Отправить комментарий