Categories: Electrònica pràctica, Electricistes novells
Nombre de visualitzacions: 68873
Comentaris sobre l'article: 1
Xips de lògica. 1a part
Article introductori sobre xips lògics. Descriu els sistemes de números i la representació d’un número binari mitjançant senyals elèctrics.
El modern circuit digital integrat és una unitat electrònica en miniatura, la carcassa de la qual conté elements actius i passius connectats en un patró determinat. Es tracta de transistors, díodes, resistències i condensadors.
El nombre d’elements en els microcircuits moderns pot arribar a diversos centenars de milers, fins i tot a milions d’elements. Només recorda microprocessadors, microcontroladors, xips de memòria.
Per llistar simplement tots els microcircuits moderns, no necessitarà un article, sinó un llibre sencer. En aquest article, considerarem microcircuits de petit i mig grau d’integració, principalment elements lògics senzills.
Fa uns vint anys Circuits Integrats (LSI)Per regla general, van realitzar la funció incrustada en ells durant el procés de fabricació. En un microcircuit es podia amagar un microcalculador, un rellotge o un node d’un ordinador electrònic (ordinador).
Actualment molt estès tot tipus de microcontroladors: fins i tot un dispositiu tan senzill com Garlanda de Nadal feta a la Xina no hi ha res més que un microcontrolador programat.
També s’obtenen rellotges electrònics, temporitzadors domèstics, diversos joguets de conversa i cant programant el microcontrolador corresponent. O, com tothom sent escoltar ara, un intermitent.
En altres paraules no controlador programat Aquest és el disc a partir del qual s’obtindrà el dispositiu amb les propietats necessàries per al desenvolupador. I, malgrat aquesta universalitat, els senyals d’entrada i sortida del microcontrolador són els mateixos que els microcircuits digitals de petit i mitjà grau d’integració. Per tant, sense conèixer aquests elements ja obsolets i oblidats, simplement no hi ha manera de recórrer.
Al cor de l’obra circuits digitals és un sistema binari de números. També subratlla el funcionament d’ordinadors personals moderns i de tots els sistemes d’informàtica i comunicacions.
A la vida quotidiana, utilitzem el sistema de nombres decimals que conté deu dígits 0 ... 9. Aquest sistema es va produir perquè cada persona té deu dits a les mans. Alguns pobles del nord comptaven fins a vint, i el número vint es deia "l'home sencer".
Deu ja no és un dígit, sinó un nombre format per deu i zero unitats: 10 = 1 * 10 + 0 * 1. De la mateixa manera, el número 640 contindrà sis-centes + quatre desenes + zero unitats, o bé en forma de números 640 = 6 * 100 + 4 * 10 + 0 * 1.
Aquest sistema s'anomena posició decimal, és a dir. el pes del cabal depèn de la seva posició en el nombre. És fàcil notar que seran unitats, desenes, centenars, milers, desenes de milers, centenars de milers, etc.
En un sistema binari, un nombre s’obté de la mateixa manera, però no deu, sinó dos i el seu grau s’utilitzen com a base. És a dir, no 1, 10, 100, 1000, 10000 i així successivament, sinó 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128. Cada nombre posterior s’obté multiplicant l’anterior per la base del sistema (en aquest cas, per 2), és a dir pujant l’anterior al següent grau. Pel sistema decimal, cada nombre anterior es multiplica per deu, ja que la base del sistema de nombres és deu.
Utilitzant un número binari de vuit bits, (es denomina byte en tecnologia informàtica) és possible representar nombres decimals en el rang 0 ... 255, o en forma binària 0000 0000 ... 1111 1111 (b).
El número 640 esmentat anteriorment correspondrà a l’entrada 640 = 10 1000 0000 (b) o, com a l’exemple anterior
640=1*512+0*256+1*128+0*64+0*32+0*16+0*8+0*4+0*2+0*1.
(b) al final del registre indica que el nombre és binari.La manera més fàcil de verificar la correcció d’aquesta entrada és mitjançant la calculadora de Windows. Aquesta forma de codificar la informació va resultar ser molt convenient per als ordinadors, ja que distingir el zero d’un és tan senzill com un contacte tancat d’un obert o una làmpada encesa d’una extinta.
Si la informació binària es transmet mitjançant senyals elèctrics, només cal tenir dos nivells de tensió. Per regla general, és més positiu (alt) i menys positiu o fins i tot negatiu (zero).
Sovint, es considera que una tensió d'alt nivell és una unitat lògica i una tensió de baix nivell es considera un zero lògic. Aleshores diuen que es tracta d’una lògica positiva.
A més, també hi ha una lògica negativa: un voltatge d’alt nivell és 0 lògic, i un nivell baix és una unitat lògica. En aquest article considerarem només la lògica positiva.
Un dels més habituals i populars en aquell moment entre els amateurs de ràdio va ser microcircuits de la sèrie K155. Per a ells, la tensió lògica zero està al nivell de 0 ... 0,4V, i la unitat lògica a 2,4 ... 5,0 V. Això malgrat que la tensió de subministrament nominal d'aquesta sèrie és de 5V amb una tolerància del + - deu per cent.
Per a altres sèries de microcircuits que tinguin una tensió d'alimentació diferent, per descomptat, aquests nombres són diferents, però dins de la mateixa sèrie, sense canvis. Aproximadament podem dir que el voltatge de la unitat lògica de la majoria de sèries de microcircuits està en el rang des de la meitat del voltatge de subministrament fins al voltatge complet de subministrament.
Per exemple, per a microcircuits de la sèrie K561 amb un voltatge d’alimentació de + 15V, la tensió d’una unitat lògica estarà dins del rang + 7,5 ... 15V. La sèrie K561 funciona amb tensió d'alimentació dins de 3 ... 15V. En aquest cas, la tensió de la unitat lògica estarà dintre dels límits indicats anteriorment.
Considerem que la descripció dels circuits lògics que utilitzen la sèrie K155 és la més comuna i que no requereixen precaucions especials durant el funcionament.
Aquesta sèrie de fitxes es considera funcional completament i conté uns 100 articles. Això vol dir que amb aquesta sèrie podeu implementar qualsevol funció lògica més complexa.
En el proper article coneixerem el funcionament i el dispositiu de microcircuits digitals. Començarem aquest coneixement amb elements lògics que implementen funcions senzilles Àlgebra booleana (àlgebra de la lògica).
Boris Aladyshkin
Continuació de l'article: Xips de lògica. 2a part
Llibre electrònic -Guia d’iniciació als microcontroladors AVR
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: