ОГЛАВЛЕНИЕ

От редакции...... .......... 5

Предисловие редактора перевода ........... 6

Предисловие автора.............. 8

Глава 1. Введение в дискретную схемотехнику и двоичное исчисление 10

1.1. Введение............... 10

1.2. Элементы цифровых схем и логические функции .... 16

1.3. Функции И-НЕ и ИЛИ-НЕ.......... 29

1.4. Функции запоминания. Методы кодирования (шифрации) информации ............... 29

1.5. Сложные функции............ 34

1.6. Временные характеристики логических операций .... 37

1.7. Двоичное исчисление............ 38

1.8. Положительные и отрицательные числа...... 42

1.9. Сложение и вычитание двоичных чисел . . . . . 45

1.10. Умножение двоичных чисел.......... 48

1.11. Деление двоичных чисел........... 50

1.12. Плавающая запятая............ 53

1.13. Переполнение ............. 56

Глава 2. Элементарные логические схемы........ 58

2.1. Схема И............... 58

2.2. Схема ИЛИ.............. 60

2.3. Схема НЕ.............. 61

2.4. Схема И-НЕ.............. 63

2.5. Схема ИЛИ-НЕ............. 64

2.6. Описание функций И-НЕ и ИЛИ-НЕ в символах по спецификации milspec 806B.....65

2.7. Сигналы высокого и низкого уровней в символах по спецификации milspec. Индикатор полярности....... 68

2.8. Кружок как символ отрицания . . ...... 69

2.9. Логические символы по спецификации МЭК 117-15А ... 75

2.10. Обозначение зависимостей.......... 81

2.11. Блоки управления............ 86

2.12. Выходные блоки и основные правила условных графических обозначений.............. 87

2.13. Составление логических схем в символах спецификации МЭК 89

2.14. Семантика обозначений........... 98

2.15. Булева алгебра в цифровой электронике...... 99

2.16. Функции булевой алгебры.......... 101

2.17. Функция И (конъюнкция)......... 101

2.18. Функция ИЛИ (дизъюнкция)........ 102

2.19. Функция НЕ или инверсия (отрицание)..... 103

2.20. Функция И-НЕ........ . 105

2.21. Функция ИЛИ-НЕ........... 106

2.22. Дополнения.............. 107

2.23. Постулаты булевой алгебры.......... 107

2.24. Правила вычислений........... 107

2.25. Теорема Де Моргана........... 108

2.26. Дизъюнктивная нормальная форма (ДНФ)..... 109

2.27. Конъюнктивная нормальная форма (КНФ)..... 110

2.28. Карта Карно.............. 110

2.29. Карта Карно для двух входных переменных..... 112

2.30. Комбинации большого числа единиц на одной карте . . . 118

2.31. Карта Карно с пятью переменными........ 123

2.32. Перечень общеупотребительных логических символов . . . 125

Глава 3. Диаграммы и коды.......... 126

3.1. Диаграммы Хаффмена и диаграммы состояний .... 126

3.2. Блок-схемы.............. 130

3.3. Тактовые сигналы на временных диаграммах. Квитирование 133

3.4. Представление информации на временной диаграмме . . . 142

3.5. Кодирование информации. Коды........ 144

3.6. Двоично-десятичные коды.......... 145

3.7. Код с избытком 3............ 147

3.8. Код Грея.............. 148

3.9. Код «1 из 10».............150

3.10. Двоично-пятеричный код.......... 150

3.11. Заполняющий код............ 151

3.12. 7-сегментный код для цифровой индикации..... 151

3.13. Восьмеричный и шестнадцатеричный коды...... 152

3.14. Буквенно-цифровые коды.......... 154

3.15. Избыточные коды......... 156

Глава 4. Семейства логических схем.......... 158

4.1. Транзистор в качестве элемента схемы...... 158

4.2. Резисторно-транзисторная логика (РТЛ) .... .161

4.3. Диодная логика (ДЛ) и диодно-транзисторная логика (ДТЛ)

с дискретными компонентами......... 163

4.4. Логические уровни напряжения. Коэффициент разветвления

по выходу. Помехоустойчивость......... 166

4.5. Высокопомехоустойчивые логические схемы (HiNIL) . . . 169

4.6. Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ) .... 171

4.7. Серия 7400.............. 171

4.8. Базовая ТТЛ-схема .... 172

4.9. Схема И-ИЛИ-НЕ........... 177

4.10. Инвертор............... 177

4.11. Неиспользуемые входы в схемах И-НЕ и ИЛИ-НЕ ... 178

4.12. Короткие замыкания выхода схем относительно земли и положительного напряжения питания........ 179

4.13. Напряжение питания........... 180

4.14. Заземления и развязки по напряжению питания .... 180

4.15. Стандартные ТТЛ-схемы И-НЕ, ИЛИ-НЕ и НЕ .... 180

4.16. Трехуровневая логика........... 183

4.17. Маломощные ТТЛШ-схемы.......... 186

4.18. Логические уровни напряжения, входной и выходной токи 187

4.19. Неиспользуемые входы логических элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ

в маломощных ТТЛШ-схемах......... 188

4.20. Коэффициент разветвления по выходу для маломощных ТТЛШ-схем.............. 189

4.21. Входные диодные ограничители......... 189

4.22. Развязка шины питания........... 190

4.23. Семейства 74Н, 74S и 74L.......... 190

4.24. Новые семейства логических схем в биполярном исполнении 194

4.25. Совместимость усовершенствованных и маломощных ТТЛШ-семейств с другими ТТЛ-семействами....... 200

4.26. Логические схемы на МОП-транзисторах...... 203

4.27. КМОП-схемы ............. 205

4.28. Неиспользуемые входы........... 210

4.29. Стандартные схемы И-НЕ и ИЛИ-НЕ в КМОП-логике . . 212

4.30. Двунаправленный ключ........... 216

4.31. КМОП-серия 4000В и серия 54НС/74НС...... 217

4.32. Эмиттерно-связанная логика......... 221

4.33. Серия ЭСЛ 10000............ 224

4.34. Генераторы и релаксационные устройства...... 226

4.35. Несинхронизированный мультивибратор...... 227

4.36. Генераторы, управляемые напряжением...... 232

4.37. Ждущий мультивибратор.......... 234

4.38. Одновибраторы в ТТЛ-схемах......... 237

4.39. Одновибраторы и мультивибраторы на основе ИС NE555 . . 240

4.40. Бистабильный мультивибратор (триггер)...... 244

4.41. Триггер Шмитта............. 246

4.42. Схема И-НЕ с входным триггером Шмитта..... 249

4.43. Пробой промежутка база —эмиттер в мультивибраторе на дискретных элементах........... 254

4.44. Корпусы ИС.............. 255

Глава 5. Рекомендации по разработке и монтажу логических схем 259

5.1. Шины заземления и напряжения питания...... 259

5.2. Перекрестные помехи между сигнальными линиями . . . 266

5.3. Отражение сигналов............ 269

5.4. Волновое сопротивление и индуктивность сигнальных линий 283

5.5. Подавление отражения в цифровых схемах с помощью скрученных пар.............. 285

5.6. Осцилляции.............. 293

5.7. Передача сигналов на большие расстояния...... 297

5.8. Запуск схем пологими фронтами........ 303

5.9. Передача сигналов через разъемы........ 304

5.10. Соединение выходов схем с землей и питанием .... 305

5.11. Управление КМОП-схемами от низкоомного генератора . . 305

5.12. Соединение источников питания......... 306

5.13. Открытые входы............ 307

5.14. Импульсы помехи............ 307

5.15. Монтаж в стойках............ 309

5.16. Применение плоского кабеля......... 312

5.17. Основные правила разработки и монтажа цифровых схем . 322

Приложение ............... 325

Предметный указатель . . .......... 326