Дәріс №1

Дәріс №1.Кіріспе. Сандық интегралдық микросұлбалардың  негізгіпараметрлері  және шартты белгілену жүйесі, классификациясы

    1. Функционалдық интегралдымикросұлбаның белгісі және Ақпараттыңсандық құрылғыға берілуі.

&&&

$$$002-001-001$3.2.1.1Функционалдық интегралды микросұлбаның белгісі жәнеАқпараттың сандық құрылғыға берілуі.

       1)Функционалдық интегралды микросұлбаның белгісі.

Функционалдықбелгісі бойынша интегралды микросұлбаның (операциондыкүшейткіштер, кернеу компараторлары, таймерлер, тұрақтыкернеу стабилизаторы) анлогты сигналдарды өдейді жәнетүрлендіреді. Мұндай сигналдарда ақпаратты тасушы амплитуданемесе  импульс ұзақтығы, амплитуда, жиілік немесесинусоидалы кернеу фазасы, тұрақты кернеу деңгейі болыптабылады. Цифрлық микросұлбалар цифрлы код түріндегіақпараттарды өңдеу үшін арналған. Мұндаймикросұлбалардың кез-келген кіріс немесе шығысында тек екікернеу деңгейі: логикалық нөл және логкалықбірлік. Цифрлық аналогтық (ЦАТ) және анлогтық–цифрлық түрлендіргіштерге  (АЦТ) арналғанмикросұлбаларды аналогтық қатарына жатқызады.

2)     Дешифратордыңтүрлендіргіші.

 Сандақэлектронды термометр функционалдық сұлбасында (температура диапазоны 20-дан  400^оС дейн) құрылғыныңаналогтық бөлігіне тұрақты тоқ күшейткіші(ТТК) және  12-разрядты АЦТ жатқызады, сандық бөлігіне– екілік кодты екілік ондық кодқа түрлендіргішін (X/Y)және бұл кодты төрт сандық жетісегментті индикаторлыбасқарушы кодқа түрлендіргіш   DC  дешифраторы (сур.1.1).

Сурет 1.1

 Сандықмикросұлбаларды комбинационды және сатылы деп бөлуге болады. Комбинационды сандыққұрылғының шығыс сигналының мәніуақыттың кез-келген мәнінде кіріс сигналының солуақыт мәнәмен анықталады. Оларғалогикалық элементтер,сумматорлар, код компараторлары, дешифраторлар,мультиплексорлар, код түрлендіргіштері жатқызылады. Сатылы сандыққұрылғыларда есте сақтау жадылар болады. Олардың ағымдағы тактідегі шығыс сигналдары, осы тактідегі немесеалдыңғылардығы кіріс сигналдарының мәніменанықталады. Сандыққұрылғының жұмыс тактісі деп  сандықкодтаудың уақыт бойынша да және деңгей бойынша дадискретизацияланады деп есептелінетін, әр бір сигнал деңгейінеберілетін соңғы уақыт қимасы. Сатылы сандыққұрылғының қатарына триггерлер, регистрлер,санауыштар, оперативті есте сақтау құрылғысы,микропроцессорлар және микроконтроллер жатқызылады.

Сандықмикросұлбаның белгіленуі, функционалдық белгісі бойынша мысалға,  К555ЛА3 серия нөмірі (К555), топтама (Л-логикалық элемент) және түрі (А-элемент ЖӘНЕ-ЕМЕС). Серияның бірінші саны конструкторлық-технологиялықбелгісін сипаттайды(1,5,6,7-жартылайөткізгішті; 2,4, 8-гибридті; 3-қалғандары). Кең қолданылатын сандықмикросұлбалар жартылайөткізгіштітехнология бойынша орындалады, яғни кремнийлі кристалдыңкөлемін және беттігін   фотолитография   әдісімен.

           3)Сандық миқросұлбаның белгісі.

 Сандықмикросұлбаларды өндіру үшін келесі логикалық базистарқолданылады:

• ТТЛ (К155, К133) - транзистор-транзисторлық логика;
• ТТЛШ (К555, К1533) - ТТЛ  Шоттки диодымен;
• КМОП (К564, К1830) - комплементарлық МОЖ-технология;
• n-МОП (К580, К1816) - n-каналды МОЖ-технология;
• ЭСЛ (К100, К500) - эмиттерлік-байланысқан логика.

Анықтамалардасандық құрылғының әр бір сериясы үшінлогикалық 0 және 1 деңгейлері, орташа ұстамдылық,қолданылатын қуаты,жүктемелік қабілеті келтіріледі.Экономикалық тиімді микро-сұлбалар қатарына КМОЖ технологиябойынша жасалынғандар жатқызылады. Жылдамдығы бойынша біріншіорында ЭСЛ-микросұлбалар, одан кейін ТТТЛШ.

4.Ақпараттың сандыққұрылғыға берілуі.

Сандық құрылғыдаақпаратты өңдеу ереже бойынша есептелудің екілікжүйесінде жүзеге асырылады. Ондық санды екілікке ауыстырубөлу әдісі арқылы орындауға болады. Ізделініпотырған сан бөлінгеннен кейінгі  қалғанқалдық түрінде, соңғысынан бастап жазылады. Мысалға:

Ақпараттың кіріс жәнешығыс құрылғысында, жазу үшін  кез-келген ондықсанның төрт екілік разряд берілетін, ондық сандардыңекілік-ондық түрлері кеңінен қолданылады:

4710 =0100 01112-10

Екілік ақпараттың жазылуынқысқарту үшін микропроцессорлық техникада оныңоналтылық берілуі қолднылады. Бір оналтылық символғаекілік тетрада сай келеді.

Сандардың әр түрлісанау жүйесіндегі сәйкестігі

Сегіз еклік разряд (бит) бір байты құрайды. Микропрцессорлыққұрылғысының жадысы әдетте байттікұйымдастық болады.

Байт көмегі бойынша мәндердің әртүрлі ақпаратын беруге болады:

1. Ешқандай белгісі толық сан (0 ден  255 дейін);
2. 0 ден  99  дейінгі сан екілік-ондық кодта;
3. Микропроцессорлық командалардың кодтық берілуі;
4. Сегіз датчиктің күйі;
5. Көрсету үшін жеті кіші разряд қолданылатын Х кодтағы тура,кері және қосымша белгісі бар екілік, Х-сан модулі (0-ден 127-дейін) Сегізінші  разряд – белгісі бар (0 – тұрақты сандар үшін, 1 – айнымалылар үшін).

Ассемблертілінде сандарды жазу үшін В,Q, H суффикстары қолданылады:

Оқытылғантақырып бойынша келесілерді есте сақтаған пайдалы:

1. тұрақты сандардың тура, кері  және қосымша кодтары сәйкес келеді;
2. айнымалы санның қосымша кодын алу үшін тұрақты сан кодын терістеп және бірді қосу керек;
3. Санның қосымша кодын тураға түрлендіру үшін,сол ереже бойынша жүзеге асырылады, яғни тура кодты қосымша кодқа;
4. оналтылық сан A-F әріптерінен басталады, ассемблер тілінде жазылу кезінде сол жақтан нөлмен толықтырылады.

Өзін-өзі тексеру сұрақтары:

 1.137 санының екілік кодын анықтаңыз.

2.  137Q  саныныңекiлiк кодын жазыңыз.

3.  0ВСНсанының екiлiк кодын анықтаңыз.

4.  93қосу санының қосымша  кодын жазыңыз.

5.  Минус125 санының  қосымша кодын жазыңыз.

6. 58 санын екiлiк-ондық код түрiнде жазыңыз.

7.Санның тура кодын көрсетiңiз,егер қосымша коды  9ЕНболса.

8. Санның қосымша коды 7АН. Санның тура кодын жазыңыз.

9. +100 және 55 саныныңқосымша кодының қосындысын анықтаңыз

10. 55 және + 95  саныныңқосымша кодының қосындысын анықтаңыз.