Третье состояние это состояние при котором выход логического элемента
Перейти к содержимому

Третье состояние это состояние при котором выход логического элемента

  • автор:

17.Элементы с тремя состояниями выхода.

Элементы с тремя состояниями выхода (типа ТС) кроме логических со­стояний 0 и 1 имеют состояние «отключено», в котором ток выходной це пи пренебрежимо мал. В это состояние (третье) элемент переводится спе­циальным управляющим сигналом, обеспечивающим запертое состояние обоих транзисторов выходного каскада. Сигнал управления элементом типа ТС обычно обозначается как ОЕ (Outpui Enable). При наличии разрешения (ОЕ = 1) элемент работает как обычно, выполняя свою логическую операцию, а при его отсутствии (ОЕ = 0) пе­реходит в состояние «отключено». В ЦУ широко используются буферные элементы типа ТС для управляемой передачи сигналов по тем или иным линиям. Буферы могут быть неинвертирующими или инвертирующими, а сигналы ОЕ — Н- активными или L-активными, что ведет к наличию че­тырех типов буферных каскадов (рис. 1.4).

Выходы типа ТС отмечаются в обозначениях элементов значком треуголь­ника, как на рис 1.4, или буквой Z (при выполнении документации с по­мощью устройств вывода ЭВМ).

Выходы типа ТС можно соединять параллельно при условии, что в любой момент времени активным может быть только один из них. В этом случае отключенные выходы не мешают активному формировать сигналы в точке соединения выходов. Эта возможность позволяет применять элементы типа ТС в магистрально-модульных микропроцессорных и иных системах, где многие источники информации поочередно пользуются одной и той же ли­нией связи.

Элементы типа ТС сохраняют такие достоинства элементов с логическим выходом как быстродействие и высокая нагрузочная способность. Поэтому они являются основными в указанных применениях. В то же время они тре­буют обязательного соблюдения условия отключения всех выходов, соеди­ненных параллельно, кроме одного, т. е. условия ОЕ1+ ОЕ2+. + OEn < 1 при объединении n выходов. Нарушение этого условия может привести даже к выходу из строя самих элементов.

18.Выход элемента с открытым коллектором.

Элементы с открытым .коллектором имеют выходную цепь, заканчиваю­щуюся одиночным транзистором, коллектор которого не соединен с каки­ми-либо цепями внутри микросхемы (рис. 1.5, а). Транзистор управляется от предыдущей части схемы элемента так, что может находиться в насы­щенном или запертом состоянии. Насыщенное состояние трактуется как отображение логического нуля, запертое — единицы.

Насыщение транзистора обеспечивает на выходе напряжение U0 (малое на­пряжение насыщения «коллектор-эмиттер» UK3H). Запирание же транзистора какого-либо уровня напряжения на выходе элемента не задает, выход при этом имеет фактически неизвестный «плавающий» потенциал, т. к. не под­ключен к каким-либо цепям схемы элемента. Поэтому для формирования высокого уровня напряжения при запирании транзистора на выходе элемен­тов с открытым коллектором (типа ОК) требуется подключать внешние ре­зисторы (или другие нагрузки), соединенные с источником питания. Несколько выходов типа ОК можно соединять параллельно, подключая их к общей для всех выходов цепочке Ucc — R (рис. 1.5, б). При этом можно по­лучить режим поочередной работы элементов на общую линию, как и для элементов, типа ТС, если активным будет лишь один элемент, а выходы всех остальных окажутся запертыми. Если же разрешить активную работу эле­ментов, выходы которых соединены, то можно получить дополнительную логическую операцию, называемую операцией монтажной логики

При реализации монтажной логики высокое напряжение на общем выходе возникает только при запирании всех транзисторов, т. к. насыщение хотя бы одного из них снижает выходное напряжение до уровня U0 = Uкэм. То есть для получения логической единицы на выходе требуется единичное со­стояние всех выходов: выполняется монтажная операция И. Поскольку каж­дый элемент выполняет операцию Шеффера над своими входными пере­менными, общий результат окажется следующим

В обозначениях элементов с ОК после символа функции ставится ромб с черточкой снизу.

При использовании элементов с ОК в магистрально-модульных структурах требуется разрешать или запрещать работу того или иного элемента. Для элементов типа ТС это делалось с помощью специального сигнала OF. Для элементов типа ОК в качестве входа ОЕ может быть использован один из обычных входов элемента. Если речь идет об элементе И-НЕ, то, подавая 0 на любой из входов, можно запретить работу элемента, поставив его выход в разомкнутое состояние независимо от состояния других входов. Уровень 1 на этом входе разрешит работу элемента.

Положительной чертой элементов с ОК. при работе в магистрально­модульных системах является их защищенность от повреждений из-за оши­бок управления, приводящих к одновременной выдаче на шину нескольких слов, а также возможность реализации дополнительных операций монтаж­ной логики. Недостатком таких элементов является большая задержка пере­ключения из 0 в 1. При этом переключении происходит заряд выходной ем­кости сравнительно малым током резистора R Сопротивление резистора нельзя сделать слишком малым, т. к. это привело бы к большим токам вы­ходной цепи в статике при насыщенном состоянии выходного транзистора. Поэтому положительный фронт выходного напряжения формируется отно­сительно медленно с постоянной времени RC. До порогового напряжения (до середины полного перепада напряжения) экспоненциально изменяю­щийся сигнал изменится за время 0,7RC, что и составляет задержку t3 01 .

4.15 Логические элементы с третьим состоянием

Один из наиболее широко используемых способов подключения логических элементов на общий выход основан на применении в их выходных цепях электронных буферных схем, способных под действием управляющих сигналов либо подключать к нагрузке выходной логический сигнал, принимающий значения (состояния) 0 или 1, либо отключать выход от нагрузки (переводить его в так называемое 3-е (высокоимпедансное, Z-состояние)).

Ниже показаны: обозначение логического элемента (повторителя) с тремя состояниями на электрических схемах (рисунок 4.18,а) и принципиальная схема его выходного каскада, обеспечивающего 3 состояния выходного сигнала: логический 0; логическую 1 и 3-е (Z) состояние (рисунок 4.18,б).

В поле функционального обозначения логических элементов с тремя состояниями имеется специальный символ .

Помимо основных входов, на которые подаются входные логические переменные, подобные элементы содержат управляющий вход “Выбор кристалла” — CS, активным сигналом на котором, как правило, является логический 0 (рисунок 4.18,а).

Три состояния выходных сигналов обеспечиваются управляющими сигналами на базах транзисторов VT1 и VT2 (рисунок 4.18,б):

Единичное состояние – на базе VT1 — единица (транзистор — открыт); на базе VT2 — нуль (транзистор — закрыт) и с выхода снимается логическая 1;

Нулевое состояние – на базе VT1 — нуль (транзистор закрыт); на базе VT2 — единица (транзистор — открыт) и с выхода снимается логический 0;

Z — состояние – на базах VT1 и VT2 — логические нули (оба транзистора закрыты) и выход оборван от общей шины (находится в высокоимпедансном (Z) состоянии).

Элементы с тремя состояниями широко используются в микропроцессорной технике для подключения выходов различных устройств микропроцессорной системы к общей шине.

5 Реализация логических функциЙв разных базисах

5.1 Базисные наборы лэ и их взаимосвязь

Существует несколько базисных (функционально полных) наборов логических элементов, на которых можно реализовывать любую переключательную функцию:

Для реализации ПФ, представленной булевым выражением в ДНФ или КНФ, достаточно трех ЛЭ: И, ИЛИ, НЕ, поэтому этот набор считается функционально полным или базисным (базисом).

На практике более широко используются базисы И-НЕ или ИЛИ-НЕ. Это связано с тем, что уменьшение номенклатуры элементов до одного типа упрощает проектирование устройства и его ремонт. Кроме того, наличие в этих элементах инвертора (усилителя) повышает нагрузочную способность элемента (усиливает сигнал).

Используя тождества и теоремы булевой алгебры, можно преобразовать выражения ПФ, записанные в виде комбинации функций И, ИЛИ, НЕ, к виду, который может быть реализован элементами базиса И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Сказанное отражает таблица 5.1.

Третье состояние

состояние «отключено», в котором выход логического элемента практически отсоединяется от нагрузки; элементы с тремя состояниями выхода (0, 1 и «отключено») могут подключаться к магистралям систем с магистрально-модульной структурой.

Поделиться

  • Telegram
  • Whatsapp
  • Вконтакте
  • Одноклассники
  • Email

Научные статьи на тему «Третье состояние»

Третье начало термодинамики

При абсолютном нулевом значении все процессы, при которых система из одного равновесного состояния переходит.
только к равновесным состояниям.
Если оно не вырождено, энтропия равна нулю и состояние реализуется единственно возможным микрораспределением.
Нарушения третьего начала термодинамики Из третьего начала термодинамики вытекают определенные термодинамические.
Автор24 — интернет-биржа студенческих работ взаимосвязаны с метастабильными состояниями вещества, которые

Автор Алексей Алексеевич Ивахно
Источник Справочник
Категория Концепция современного естествознания
Статья от экспертов

О третьем состоянии

Автор(ы) Косых М. П.
Источник Вестник Русской христианской гуманитарной академии
Научный журнал

Законы энтропии

в конечное состояние через ряд равновесных состояний.
По третьему началу термодинамики при стремлении температуры к нулю $(T→0)$ энтропия стремится к нулю.
Второе и третье начала термодинамики Первое начало термодинамики отражает закон сохранения энергии, но.
Поэтому возникает потребность в третьем начале.
Третьим началом термодинамики является теорема Нернста – Планка.

Автор Сергей Феликсович Савельев
Источник Справочник
Категория Физика
Статья от экспертов

Современное состояние рынка логистики третьей стороны

В статье обобщены теоретические аспекты логистики третьей стороны, определено понятие концепции 3PL, проанализировано современное состояние рынка новой логистической концепции.

Автор(ы) Ланкова Ю.В.
Источник Актуальные вопросы экономических наук
Научный журнал

Еще термины по предмету «Электроника, электротехника, радиотехника»

Параллельное соединение резисторов

это такое соединение, когда начала всех проводников соединены в одну точку, а концы проводников – в другую точку.

Полная мощность рассеивания затвора (Gate power dissipation)

мощность, передаваемая от системы управления преобразователя на управляющие выводы затвора, с учетом перезаряда входной и обратной проходной емкостей и частоты коммутации.

Положительный электрод

для устройства, имеющего два электрода, этот электрод имеет более высокий эпектрический потенциал; в некоторых спучаях, например, дпя электронных ламп и полупроводниковых устройств термин «положительный электрод» применяют для одного или другого электрода в зависимости отусловия электрического оперирования устройства; в других спучаях (например, для эпектрохимическихэлементов) термин «положительный электрод» относят к определенному электроду.

  • Третий этап
  • Правило третей
  • Третий фактор
  • Третья сторона
  • Третий план
  • Третьи лица
  • Клерк третий
  • Третья категория
  • Третий мир
  • Состояние «Здесь, сегодня, сейчас»
  • Состояние
  • Третий этап (продуктивный)
  • Третье поле питомника
  • Третья ступень отбора
  • Третий закон Фурье
  • Биотопливо третьего поколения
  • Отказ третьего вида
  • Деревья третьей величины
  • Леса третьей группы
  • Котировки третьего уровня

Повышай знания с онлайн-тренажером от Автор24!

  1. Напиши термин
  2. Выбери определение из предложенных или загрузи свое
  3. Тренажер от Автор24 поможет тебе выучить термины с помощью удобных и приятных карточек

Все самое важное и интересное в Telegram

Все сервисы Справочника в твоем телефоне! Просто напиши Боту, что ты ищешь и он быстро найдет нужную статью, лекцию или пособие для тебя!

Перейти в Telegram Bot

Подписаться через qr-код

Telegram Bot

  • Научные статьи
  • Лекторий
  • Методические указания
  • Справочник терминов
  • Статьи от экспертов
  • Отзывы об Автор24
  • Последние статьи
  • Помощь эксперта
  • Справочник рефератов
  • Нейросеть для решения задач
  • Нейросеть для написания реферата
  • Поиск репетитора
  • Для правообладателей
  • Работа для преподавателей
  • Работа для репетиторов
  • Партнерская программа
  • Реклама на сайте

Стикер: корги смотрит почту

Возможность создать свои термины в разработке

Еще чуть-чуть и ты сможешь писать определения на платформе Автор24. Укажи почту и мы пришлем уведомление с обновлением ☺️

Включи камеру на своем телефоне и наведи на Qr-код.
Кампус Хаб бот откроется на устройстве

Привет! Рады, что термин оказался полезен ��

Для копирования текста подпишись на Telegram bot. Удобный поиск по учебным материалам в твоем телефоне

Третье состояние это состояние при котором выход логического элемента

Чтобы рассмотреть схемотехнику, составим таблицу функций элементов И, И-НЕ для двух входов А и В (простейший вариант). Каждая переменная А и В моделируется электронным ключом, который можно замкнуть или разомкнуть. Если ключи соединены последовательно, то они работают согласно логике И: ток в цепи появится, если замкнуть оба ключа: и А и В. Если активными входными сигналами считать замыкание ключей А и В и назвать это событие логической 1, то, последовательно перебирая состояние этих ключей, составим таблицу входных и выходных данных для элементов И и И-НЕ.

Таблица состояний

Логический
элемент
Входные
переменные
Выходная
функция
А B И НЕ-И
0 0 0 1
0 1 0 1
1 0 0 1
1 1 1 0

Рассмотрим способ реализации логической операции И-НЕ на элементах ТТЛ. На рис. 2.8, а приведена принципиальная схема двухвходового логического элемента И-НЕ.

Рис. 2.8.а. Принципиальная схема логического элемента.

Подавая от ключей S1 и S2 на входы А и В напряжение высокого В и низкого Н уровней, составим таблицу выходных уровней элемента.

Таблица состояний логического элемета

Вход Выход
Q(НЕ-И)
Вход Выход
Q(НЕ-И)
А B A B
Н Н В 0 0 1
Н В В 0 1 1
В Н В 1 0 1
В В Н 1 1 0

Напряжение низкого уровня Н появляется на выходе Q, когда на обоих входах А и В присутствует высокое напряжение В. Условное графическое обозначение двухвходового логического элемента показано на рис 2.8, в

Рис 2.8.в. Условное обозначение элемента.

Среди простейших ИС ТТЛ преобладают элементы И, И-НЕ. Каждый из корпусов ИС типа ЛА и ЛИ содержит от двух до четырех логических элементов, а микросхемы ЛА2 и ЛА19 содержат по одному логическому элементу И-НЕ на восемь и двенадцать входов соответственно.

Цоколевки микросхем типа ЛА и ЛИ и их условные графические обозначения приведены на рис. 2.9, а основные параметры даны в табл. 2.3.

Рис 2.9. Условные обозначения и цоколевки микросхем ЛИ
Рис 2.9. Условные обозначения и цоколевки микросхем ЛА

Следует особо выделить группу микросхем, логические элементы которых имеют выходы с открытым коллектором (ЛА7. ЛА11, ЛА13. ЛА18), (ЛИ2, ЛИ4, ЛИ5). Схема двухвходового логического элемента И-НЕ с открытым коллектором показана на рис. 2.10, а.

Рис. 2.10а. Принципиальная схема логического элемента И-НЕ

Для формирования выходного перепада напряжения к выходу такого элемента необходимо подключить внешний нагрузочный резистор Rн. Такие микросхемы применяются для обслуживания сегментов индикаторов, зажигания ламп накаливания, светодиодов (рис. 2.10,б).

Рис. 2.10б. Схема подключения ламп накаливания и светодиодов

При необходимости в схемах можно использовать элемент ТТЛ с двухтактным выходом. Для некоторых микросхем с открытым коллекторным выходом (ЛА11) нагрузку можно подключать к более высоковольтному источнику питания (рис. 2.10,в).

Рис. 2.10в. Схема подключения нагрузки к высоковольтному источнику

Такое включение необходимо для зажигания газоразрядных и электролюминесцентных индикаторов. Выходы с открытого коллектора используют для подключения обмоток реле.

Выходы нескольких элементов с открытым коллектором можно присоединять к общей нагрузке Rн (рис. 2.10, г).

Рис. 2.10г. Схема подключения нескольких элементов к общей нагрузке

Такое подключение позволяет реализовать логическую функцию И, называемую «монтажное И». Схему (рис. 2.10. г) используют для расширения числа входов логического элемента.

Следует помнить, что двухтактные выходы ТТЛ нельзя соединять параллельно, это приводит к токовой перегрузке одного из элементов.

Многовходовые составные логические элементы с открытым коллектором и общим сопротивлением нагрузки Rн реализуются наиболее просто, однако они не позволяют получить предельное быстродействие. Более лучший способ увеличения числа входов осуществляется с помощью специальной микросхемы-расширителя, имеющей дополнительные выводы коллектора и эмиттера фазоразделительного каскада VT2 (рис. 2.11). Одноименные вспомогательные выводы нескольких таких элементов можно объединять.

Рис. 2.11а. Принципиальная схема 2И-НЕ с дополнительными выводами коллектора и эмиттера.

Рис. 2.11б. Условное обозначение расширителя и способ соединения нескольких микросхем.

Микросхема К531ЛА16 (магистральный усилитель) может передавать данные в линию с сопротивлением 50 Ом.

Микросхемы ЛА17, ЛА19 — это логические элементы И-НЕ с тремя состояниями на выходе, т. е. они имеют дополнительный вход /ЕО (Enable output), дающий разрешение по выходу. На рис. 2.12 показана схема элемента, который имеет третье выходное состояние Z, когда выход размыкается.

Рис. 2.12. Принципиальная схема логического элемента с тремя состояниями на выходе.

Для этой цели в схему стандартного сложного инвертора ТТЛ вводится дополнительный инвертор DDI и диод VD2. Если на этот вход /ЕО подать от переключателя S1 напряжение высокого уровня — 1, то выходное напряжение инвертора DD1 станет низким, т. е. катод диода VD2 будет практически соединен с корпусом. Из-за этого коллектор транзистора VT2 будет иметь нулевой потенциал, т. е. транзистор VT2 будет закрыт. Транзисторы VT3 и VT4 будут находиться в режиме отсечки, т. е. оба закрыты. Следовательно, выходной вывод как бы «висит» в воздухе, микросхема переходит в состояние Z с очень большим выходным сопротивлением. Если на вход ЕО подается разрешающий низкий уровень — О, то логический элемент И-НЕ работает как в обычном режиме.

Таблица состояний логического элемента.

Вход Выход
/EO I /Y
0 0
1
1
0
1 0
1
Z

Такие логические элементы разработаны специально для обслуживания проводника шины данных. Если к такому проводнику присоединить много выходов, находящихся в состоянии Z, то они не будут влиять друг на друга. Активным передающим сигналом должен быть лишь один логический элемент, только от его выхода в проводник шины данных будет поступать информация. Следовательно, соединенные вместе выходы не должны быть одновременно активными.

Чтобы сигналом разрешения (низкий уревень — О) , подаваемым на вход /EO, подключался к проводнику выход только одного логического элемента, необходимо предусмотреть дополнительный (защитный) временной интервал, т. е. переключать входы /ЕО различных элементов с паузой. Сигналы разрешения, даваемые выходам разных элементов, не должны перекрываться.

Микросхема К531ЛА19-это 12-входовый логический элемент И-НЕ с дополнительным инверсным входом /ЕО. Сигнал появится на его выходе, если на вход /ЕО подано напряжение низкого уровня — О. Выход логического элемента перейдет в разомкнутое состояние Z, если на вход /ЕО подается напряжение высокого уровня. В состоянии Z элемент потребляет ток Iпот.z=25 мА. Время задержки перехода выхода к разомкнутому состоянию tзд.1z= 16 нс, время задержки перехода выхода tзд.0z= 12 нс (от напряжения низкого выходного уровня), при условии, что Сн = 15 пФ [1].

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *