Логические элементы

Логические элементы делятся на комбинационные (порт: транзистор + элемент) и последовательные. Последние отличаются наличием памяти (ПЗУ).

Триггеры и регистры являются простейшими представителями цифровых микросхем, имеющих внутреннюю память. Выходные сигналы микросхем с внутренней памятью зависят от того, какие входные сигналы и в какой последовательности поступали на них в прошлом, то есть они помнят предысторию поведения схемы. Триггеры и регистры сохраняют свою память только до тех пор, пока на них подается напряжение питания. Большим преимуществом триггеров и регистров перед другими типами микросхем с памятью является их максимально высокое быстродействие (то есть минимальные времена задержек срабатывания и максимально высокая допустимая рабочая частота). Однако недостаток триггеров и регистров в том, что объем их внутренней памяти очень мал, они могут хранить только отдельные сигналы, биты (триггеры) или отдельные коды, байты, слова (регистры).

В основе любого триггера (англ. — "тrigger" или "flip-flop") лежит схема из двух логических элементов, которые охвачены положительными обратными связями (то есть сигналы с выходов подаются на входы). В результате подобного включения схема может находиться в одном из двух устойчивых состояний, причем находиться сколь угодно долго, пока на нее подано напряжение питания.

Пример так называемой триггерной ячейки на двух двухвходовых элементах И-НЕ приведен на рис ниже.

-S	-R	Q
		Без изменен.
		Не определено

У схемы есть два инверсных входа: -R — сброс (Reset), и -S — установка (Set), а также два выхода: прямой выход Q и инверсный выход –Q.

Для правильной работы схемы отрицательные импульсы должны поступать на ее входы не одновременно. Приход импульса на вход -R переводит выход -Q в состояние единицы, а так как сигнал -S при этом единичный, выход Q становится нулевым. Этот же сигнал Q поступает по цепи обратной связи на вход нижнего элемента. Поэтому даже после окончания импульса на входе -R состояние схемы не изменяется (на Q остается нуль, на -Q остается единица). Точно так же при приходе импульса на вход -S выход Q в единицу, а выход -Q — в нуль. Оба эти устойчивых состояния триггерной ячейки могут сохраняться сколь угодно долго, пока не придет очередной входной импульс, — иными словами, схема обладает памятью.

Существуют J-,K-, JK- триггеры, RS- триггеры. В счетчиках используются К- триггеры. В линиях, интерфейсах, портах для передачи используют Latch- триггеры

1) RS-триггер

S Q S-set, R- reset

R

Здесь на входе не может быть два одинаковых уровня 0 и 0 или 1 и 1, ввели: 0 и 1: set и reset

S	R	Q

На выходе не может быть 2 одинаковых уровня.

RS-триггер (обозначается ТР) — самый простой триггер, но редко используемый.

2) D-триггер

D-триггер (обозначается ТМ) — наиболее распространенный тип триггера. Помимо общих для всех триггеров входов установки и сброса S и R, он имеет один информационный вход D (вход данных) и один тактовый вход.

3) J,K – тип (для счетчиков):

J

K

JK-триггер (обозначается ТВ) значительно сложнее по своей структуре, чем RS-триггер. Он относится к так называемым тактируемым триггерам, то есть он срабатывает по фронту тактового сигнала.

Таким образом, цель изучения данной дисциплины – привлечь возможности компьютера для разработки, проектирования ,моделирования и дизайна прибора.

Структурная схема системы сбора данных

Электрокардиографы: - малогабаритный (АЦП), его преимущества: точность и дешевизна

- кардиограф с современным дизайном, ЖКИ, но менее точный

Предназначение данной системы состоит в исследовании физических явлений.

Рис.1.

Для каждого сигнала каждого датчика необходим АЦП, который преобразует аналоговую величину в соответствующий ей двоичный цифровой код. Если АЦП один, то лучше мультиплексировать сигнал. На входе АЦП один канал.

На рис.1 введены следующие обозначения:

D1,D2 – датчики,

1- мультиплексор (устройство в системе передачи данных, обеспечивающее независимый обмен информацией одновременно по нескольким каналам связи между ЭВМ и различными абонентскими пунктами),

2- кондиционирование сигнала (операция, необходимая для того, чтобы сделать его «удобным» для цифровой части. Она позволяет установить соответствие цифровой и действительной (Ф.я.) формы),

3- плата (см далее),

4- датчики,

5- контроллер (микропроцессор), (микропроцессор- самостоятельное или входящее в состав компьютера устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших интегральных схем),

ОУ- отсчетное устройство,

6- анализ данных