Дискретные элементы и устройства управления

ДИСКРЕТНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ

Широкое применение нашли дискретные элементы, получившие название цифровых сигналов, которые обладают высокой точностью, быстродействием , надежностью, малым энергопотреблением, хорошей помехоустойчивостью. В некоторых случаях целесообразно создание смешенных цифроаналоговых устройств, сочетающих в себе наилучшие свойства аналоговых и дискретных элементов.

Триггер обладает двумя устойчивыми состояниями и способны скачком переходить из одного состояние в другое по воздействием управляющего сигнала. Триггер является ячейкой памяти, которая хранит 1 бит информации, т.е. может запомнит предварительно установленный в нем уровень логического 0 или 1 и сохранять этот уровень до момента новой записи.

Вычислительные устройства . Эти устройства предназначены для выполнения различных арифметических операций. Вычислительные операции выполняются в цифровых узлах на основе двоичной, восьмеричной или шестнадцатиричной системах. К вычислительным устройствам относятся счетчики, сумматоры и компараторы ( устройства сравнения).

Счетчик – это цифровой узел, предназначенный для подсчета входных сигналов. Они подразделяются на суммирующие, вычитающие и реверсивные. Реверсивные счетчики обеспечивают, как сложение, так и вычитание, а вычитающие только вычитание.

Сумматор. – цифровой узел выполняет операцию сложения двух чисел. Сумматоры позволяют осуществлять и операцию вычитания, для чего ее заменяют операцией сложения уменьшаемого с подразрядным дополнением вычитаемого.

Компаратор выполняет функцию сравнения двух чисел Аn и Вn .В результате сравнения определяется истинность одного из соотношений Аn = Вn; Аn Вn; Аn n, каждое из которых фиксируется единичным сигналом на соответствующем выходе.

Логические цифровые узлы. Осуществляют логические операции над дискретными электрическими сигналами. К ним относятся распределители импульсов, шифраторы, дешифраторы и мультиплексоры.

Распределитель импульсов представляет собой цифровой узел, который обеспечивает распределение одноканальной последовательности импульсов по нескольким выходам.

Дешифратор (декодар) преобразует двоичное число в десятичное, шифратор преобразует единичный сигнал на одном из входов в двоичное число на нескольких выходах.

Мультиплексор – цифровой узел, обеспечивающий передачу сигналов с нескольких входных линий в одну выходную. Выбор входной линии производится с помощью управляющего импульсного сигнала (кода), подаваемого на управляющие входы мультиплексора.

Устройство памяти- предназначены для запоминания, хранения и выдачи информации. К ним относятся регистры, матрицы-накопители и запоминающие устройства (ЗУ) оперативные (ОЗУ) и постоянные (ПЗУ).

Регистр – предназначен для записи, запоминании и выдачи многоразрядного двоичного числа и выполнения над ним некоторых несложных логических операций.

Матрица-накопитель представляет собой узел памяти с бол высоким объемом запоминаемой информации по сравнению с регистром. Основу матрицы составляет триггеры, способные запомнить 1 бит информации (одноразрядное двоичное число).

Многоразрядная матрица состоит из одноразрядных матриц, соединенных параллельно .Разновидностью матриц-накопителя более высокого функционального уровня является программируемая логическая матрица. (ПЛМ)

Запоминающее устройство (ЗУ) обеспечивает хранения больших объемов информации. Запоминающие устройства, обеспечивающие многократную запись и считывание информации, получили название оперативных запоминающих устройств. Особенностью ОЗУ состоит в том, что оно хранит информацию только при наличии питания, а при потере информация теряется.

Цифроаналоговые (ЦАП) и аналого- цифровые (АЦП) преобразователи применяются для взаимного преобразования аналоговых и цифровых сигналов. Они могут выполняться в виде преобразователя код-напряжение (ПКН), преобразующего двоичный или двоично-десятичный код в напряжение постоянного тока, а также преобразователей частота- напряжение (ПЧН) и напряжение-частота (ПНЧ), осуществляющих преобразование частоты следования импульсов в напряжение постоянного тока и обратно.