2008

Elek

tron

ika2

Teoretické otázky na skúšku

ELEKTRONIKA - E2 1. Jednocestné a dvojcestné usmerňovače 2. Stabilizátory bez regulácie - parametrické 3. Stabilizátory so spojitou reguláciou - spätnoväzobné 4. Stabilizátory s nespojitou reguláciou - impulzné 5. Logické obvody DL, RTL, DTL , princíp činnosti, zapojenie 6. Logické obvody TTL, princíp činnosti, zapojenie 7. Logické obvody MOS, statický a dynamický režim 8. Logické obvody CMOS, princíp činnosti, zapojenie 9. Parametre logických obvodov10. Charakteristiky logických obvodov11. Analógové spínače, rozdelenie, princíp činnosti12. Analógové multiplexory, princíp činnosti13. Bistabilne preklápacie obvody, princíp, zapojenie14. Monostabilne preklápacie obvody, princíp, zapojenie15. Astabilne preklápacie obvody, princíp, zapojenie16. Základné parametre A/D a D/A prevodníkov17. Prevodníky D/A, princíp, chyby prevodníka18. Prevodníky A/D, princíp, metódy prevodu19. Programovateľné logické súčiastky PLD20. Programovateľné hradlové polia FPGA21. Polovodičové pamäte, rozdelenie, parametre22. Polovodičové pamäte ROM, bloková schéma, činnosť23. Polovodičové pamäte RAM, bloková schéma, činnosť24. Štruktúra pamäťovej bunky statickej pamäte25. Štruktúra pamäťovej bunky dynamickej pamäte26. Elektromagnetická kompatibilita elektronických systémov27. Konfigurácia jednozbernicového mikropočítača28. Architektúra a organizácia mikroprocesora29. Architektúra jednočípového mikropočítača30. Inštrukčný cyklus mikropočítača, časovanie

Skúška: Písomná časť 2 príklady, ústna časť 3 otázky

fZ

Fl

F RRU

II+

== max2maxmax

1. Jednocestné a dvojcestné usmerňovače- menia hod vstupnej str. velič na jedosmernúJednocetný usmerňovač:Priníp činnosti: z obrázkuvidno, usmerňovacímprvkom je dióda D. Toutodiódou tečie prúd iF lenvtedy, keď je na anóde diódyvyššie napätie ako na jejkatóde, t.j. keď v bode a pôsobí kladná polvlnanapätia u2. Vtedy je dióda Dotvorená ( je polarizovaná v priamom smere.) V čase, keď jedióda D otvorená tečie záťažou RZusmernený, jednosmerný pulzujúci prúd io,ktorý vytvára na tejto záťaži jednosmernépulzujúce napätie uo.

Dvojcestný usmerňovač s odporovou záťažou.

Ako z obrázkuvidno,sekundárnevinutiesieťovéhotransformátora je rozdelenéna dverovnaké časti,takže na ňomvznikajú dverovnakoveľkésekundárnenapätia u2 a

u2‘ , ktoré sú navzájom fázovo posunuté o 180° ( je todosiahnuté tým, že koniec vinutia ab je spojený sozačiatkom vinutia bc.)

Činnosť obvodu: Pri kladnej polvlne napätia u2 v bode a prechádza diódouD1 prúd iF. Súčasne v bode c je záporná polvlna napätia u2’,čím je dióda D2 uzatvorená ( na jej anóde je zápornejšienapätie ako na jej katóde.) V druhej polovici periódy Tpôsobí kladná polvlna napätia u2’ v bode c , takže dióda D2je otvorená a tečie ňou prúd iF’. Pretože v bode a zároveňpôsobí záporná polvlna napätia u2, je dióda D1 uzavretá.Diódy D1 a D2 sa teda striedajú v činnosti, výsledkom čohoje obvodom prechádzajúci pulzujúci prúd, ktorý vytvára nazáťaži RZ zodpovedajúce pulzujúce napätie u0

-ide o vhodne zapojené dva jednocestné usmerňovače, prúdtečie záťažou počas celej periódy T vstupného napätia u1.

fZF RR

UI+

= max2max

2. Stabilizátory bez regulácie - parametrické

Stabilizátory: Úlohou je udržať konštantné výstupné napätie prípadne prúd napájacieho zdroja. Prikolísaní vstupného napätia a pri zmenách záťaže a teploty. Stabilizátory väčšinou potláčajú aj šumovéa rušivé napätia. Superponované na jednosmerné výstupné U.

Charakteristické veličiny stabilizátora napätia -rozsah výstupného napätia,-maximálny výstupnývýkon,-stabilita výstupného signálu,-odolnosť proti skratu,-teplotný rozsah,-rozmery.

Výstupné napätie U2 stabilizátora napätia ovplyvňujú:· zmeny vstupného napájacieho napätia,· zmeny zaťaženia na výstupe,· zmena teploty,· dlhodobé časové zmeny.

Stabilizátory napätia – rozdeľujeme ich podľa umiestnenia riadiaceho prvku voči záťaži na paralelnéa sériové. U paralelných je riadiaci prvok umiestnený v priečnej vrstve a jeho odpor sa mení závislostina stabilizovanom U2. Sériový riadiaci prvok v pozdĺžnej vetve a jeho odpor tiež závisí od U2.

RoRozdelenie podľa spôsobu stailizácie: -1. bez regulácie (parametrické), -2. so spojitou reduláciou(spätno-väzbové), -3. s regululáciou nespojitou (impulzné)

Stabilizátory bez regulácie: (parametrické):-Výstupné U možno stabilizovať použitím polovodičového prvku (regulátora), zenerovej diódy. –K stabilzácii výstupného U využíva nelin priebehy VACH. Na obr. je priebeh Zenerovej diódy.

(*=Δ)

3. Stabilizátory so spojitou reguláciou – spätnoväzobné

Stabilizátory: Úlohou je udržať konštantné výstupné napätie prípadne prúd napájacieho zdroja. Prikolísaní vstupného napätia a pri zmenách záťaže a teploty. Stabilizátory väčšinou potláčajú aj šumovéa rušivé napätia. Superponované na jednosmerné výstupné U.Charakteristické veličiny stabilizátora napätia -rozsah výstupného napätia,-maximálny výstupnývýkon,-stabilita výstupného signálu,-odolnosť proti skratu,-teplotný rozsah,-rozmery.Výstupné napätie U2 stabilizátora napätia ovplyvňujú:

· zmeny vstupného napájacieho napätia,· zmeny zaťaženia na výstupe,· zmena teploty,· dlhodobé časové zmeny.

Stabilizátory napätia – rozdeľujeme ich podľa umiestnenia riadiaceho prvku voči záťaži na paralelnéa sériové. U paralelných je riadiaci prvok umiestnený v priečnej vrstve a jeho odpor sa mení závislostina stabilizovanom U2. Sériový riadiaci prvok v pozdĺžnej vetve a jeho odpor tiež závisí od U2.

RoRozdelenie podľa spôsobu stailizácie: -1. bez regulácie (parametrické), -2. so spojitou reduláciou (spätno-väzbové), -3. s regululáciou nespojitou (impulzné)

St. so spojitou reguláciou- Princíp spočíva v porovnaní veľkosti výstupného U s Uref zdroja. Výsledná odchýlka sa zosilnía privádza sa na aktívny eln. obvod realizovaný tranzistorom, ktorý odchýlku výstupnéhoU minimalizeje. Sú to stabilizátory sa spätnou väzbou.

so spojitou sériovou reg. (Au -zosilnenie) Stabilizácia s difererenčným zosilňovačom

Výhodou je že nie je ohrozený pozistor v skrate,naopak pri chode naprázdno je zaťažovaný najviac.Celá rozdielová energia sa stráca na regulátore.

S paralernou spojitou reguláciou

4. Stabilizátory s nespojitou reguláciou – impulzné

Stabilizátory: Úlohou je udržať konštantné výstupné napätie prípadne prúd napájacieho zdroja. Prikolísaní vstupného napätia a pri zmenách záťaže a teploty. Stabilizátory väčšinou potláčajú aj šumovéa rušivé napätia. Superponované na jednosmerné výstupné U.Charakteristické veličiny stabilizátora napätia -rozsah výstupného napätia,-maximálny výstupnývýkon,-stabilita výstupného signálu,-odolnosť proti skratu,-teplotný rozsah,-rozmery.Výstupné napätie U2 stabilizátora napätia ovplyvňujú:-zmeny vstupného napájacieho napätia,-zmeny zaťaženia na výstupe,-zmena teploty,-dlhodobé časové zmeny.Stabilizátory napätia – rozdeľujeme ich podľa umiestnenia riadiaceho prvku voči záťaži na paralelnéa sériové. U paralelných je riadiaci prvok umiestnený v priečnej vrstve a jeho odpor sa mení závislostina stabilizovanom U2. Sériový riadiaci prvok v pozdĺžnej vetve a jeho odpor tiež závisí od U2.

RoRozdelenie podľa spôsobu stailizácie: -1. bez regulácie (parametrické), -2. so spojitou reduláciou(spätno-väzbové), -3. s regululáciou nespojitou (impulzné)

Stabilizátory s nespojitou reguláciou:Odchýlka výstupného U je stabilizovaná regulačným členom (spínač - filter) len v určitých časovovymedzených intervaloch.

Napäťový menič transformuje jednosmerné napätie Un na jednosmerné Us dvojstupňovou konverziouDC -> AC-> DC. Regulačný prvok (tranzistor, tyristor) pracuje ako riadený spínač. Výkonová strata vzopnutom stave spínača je rádovo menší ako U spojitého regulátorta.Spínací regulačný člen musí byť naviazaný na filtračný člen, ktorý výrazný akumulačný charakter. Prevačšie výstuoné výkony je tvorený C a C.Zosilnená odchylka AU je privádzaná do impulzného modulátora, ktorý určuje pomer častovýchintervalov. Tak, aby sa odchylka výstupného napätia US blížila k nule. Výstupné napätie je nespojitostabilizované pomocou spätnej väzby, hoci rozdielový zosilnovač pracuje spojite. Dosiahnutiepožadovaných dynamických parametrov je podmienené dostatočne vysokou pracovnou frekvenciounespojitého regulátora. Princíp regulácie umožňuje výraznú redukciu výkonovej straty na regulačnomčlene. A tým nárast účinnosti stabilizátora.

5. Logické obvody DL, RTL, DTL , princíp činnosti, zapojenieLOGICKÉ OBVODY:Činnosť : - činnosť log obvodov je založená na pravidlách logiky. Pracujú s výrokmi, ktoré môžu byťpravdivé (log.1 ) alebo nepravdivé (log.0.) Teda nadobúda dve hodnoty - 0 a 1, pričom sa nemôžu sameniť spojite. S polovodičovými prvkami môžeme realizovať ľubovoľne zložité spínacie funkcie vovšetkých zariadeniach na spracovanie informácií. Napr.: počítačoch, riadiacich obvodochpriemyselových zariadeniach, telefónných ústredniach ....Rozdelenie: 1.kombinačné, 2. Sekvenčné: a) synchronné b) asynchronnéOznačenie logic. stavov: logická nula -log. 0....´0´-´L´ (low), logická jednotka –log. 1....´1´-´H´ (higth)Označenie logických úrovní: ( 0-output, I-input, L-low, H-high)

Dvojhodnotová logika 1.Pozitívna: LH UU f

2.Negatívna: HL UU fLogický zisk:je daný počtom vstupov logických členov, ktoré môžemepripojiť na výstup jedného logického člena. Výkonové členy sú riešenéako členy s otvoreným kolektorom.

Logické členy: Logickými obvodmirealizujeme funkcie tzv. Boolovej algebry.Sú to: Logický súčin AND, Logický súčetOR, Invertor – člen na realizovanie logickejnegácie logické funkcie - negacia.Pochopiteľne, že log. obvodminerealizujeme len samostatné spomínanélogické funkcie, ale aj ich najrôznejšiekombinácie.

Štruktúra logickýchobvodov:DL: diódová logika,-malý logický zisk,-nevieme realizovaťnegáciu

Logika s priamo viazanými tranzistormi: RTL: odporovo tranzist log.-stačiaMalé úrovneNaovládanie-malý stratový výkon-malá spínacia rýchlosť-rozptyl vstupnýchcharakteristýk negáciapomocou tranzist- pnp-rezistormi R1 a R2 sa znižuje spínacia rýchlosť a rozptyl.Činnosť: výstupný signál je privádzaný na bázy cez odpory.

eliminuje sa nepriaznivý rozptyl vstupných char.tranzistorov. Kedže je obmedzený aj budiaci prúd,relatívne vzrastie aj logický zisk.

DTL: diódovo tranzistorová logikaD4,D5 –zvyšujú šumovú odolnosť tranzistora- dokonalé uzavretie tranzistora(HDTL, HTL, HLL.. )Činnosť: tranzistor akoaktívny prvok, slúži ako invertor v obvode.

OHVÝST

OLVÝST

IHVST

ILVST

UUvýst

UUvýst

UUvst

UUvst

¾®¾¾®¾

¾®¾¾®¾

¾®¾¾®¾

¾®¾¾®¾

)1(

)0(

)1(

)0(

1log.

0log.

1log.

0log.

6. Logické obvody TTL, princíp činnosti, zapojenie

LOGICKÉ OBVODY:Činnosť : - činnosť log obvodov je založená na pravidlách logiky. Pracujú s výrokmi, ktoré môžu byťpravdivé (log.1 ) alebo nepravdivé (log.0.) Teda nadobúda dve hodnoty - 0 a 1, pričom sa nemôžu sameniť spojite. S polovodičovými prvkami môžeme realizovať ľubovoľne zložité spínacie funkcie vovšetkých zariadeniach na spracovanie informácií. Napr.: počítačoch, riadiacich obvodochpriemyselových zariadeniach, telefónných ústredniach ....Rozdelenie: 1.kombinačné, 2. Sekvenčné: a) synchronné b) asynchronnéOznačenie logic. stavov: logická nula -log. 0....´0´-´L´ (low), logická jednotka –log. 1....´1´-´H´ (higth)Označenie logických úrovní: ( 0-output, I-input, L-low, H-high)

Dvojhodnotová logika

1.Pozitívna: LH UU f 2.Negatívna: HL UU f

Logické členy: Logickými obvodmi realizujemefunkcie tzv. Boolovej algebry. Sú to: Logickýsúčin AND, Logický súčet OR, Invertor – člen narealizovanie logickej negácie logické funkcie -negacia. Pochopiteľne, že log. obvodminerealizujeme len samostatné spomínané logickéfunkcie, ale aj ich najrôznejšie kombinácie.

TTL: tranzistor-tranzistor-logika.-logický člen s aktívnym vstupom

T2- budiaci, T3,T4- tvoria koncový stupeň (akívny výstup), D-zaisťuje dokonalé uzavretie T3(šumováodolnosť), R4- obmedzujú odpor výstupného prúdu

Princíp činnosti:Predpokladajme, že vstupy X1 a X2 sú pripojenéna elektrickú zem. Tranzistor T1 plní funkciutranzistora. Prúdom cez rezistor R1 do bázy jeotvorený a prechod C-E má vo vodivom stave.Tým, že báza tranzistora T2 je pripojená nakolektor tranzistora T1, je tranzistor T2uzatvorený. Na emitore tranzistora T2 je nulovénapätie zeme, ktorým je tranzistor T4uzatvorený ( cez rezistor R3.) Na kolektoretranzistora T2 sa objaví dostatočne veľké kladnénapätie cez rezistor R2 z napájania, ktorým satranzistor T3 otvorí. Na výstupe dostávamekladné napätie - log.1. Toto napätie máhodnotu: Uvýst = Ucc - UR4 - Usat4 - UD = 3,5÷3,7 V

OHVÝST

OLVÝST

IHVST

ILVST

UUvýst

UUvýst

UUvst

UUvst

¾®¾¾®¾

¾®¾¾®¾

¾®¾¾®¾

¾®¾¾®¾

)1(

)0(

)1(

)0(

1log.

0log.

1log.

0log.

7. Logické obvody MOS, statický a dynamický režim

LOGICKÉ OBVODY:Činnosť : - činnosť log obvodov je založená na pravidlách logiky. Pracujú s výrokmi, ktoré môžu byťpravdivé (log.1 ) alebo nepravdivé (log.0.) Teda nadobúda dve hodnoty - 0 a 1, pričom sa nemôžu sameniť spojite. S polovodičovými prvkami môžeme realizovať ľubovoľne zložité spínacie funkcie vovšetkých zariadeniach na spracovanie informácií. Napr.: počítačoch, riadiacich obvodochpriemyselových zariadeniach, telefónných ústredniach ....Rozdelenie: 1.kombinačné, 2. Sekvenčné: a) synchronné b) asynchronnéOznačenie logic. stavov: logická nula -log. 0....´0´-´L´ (low), logická jednotka –log. 1....´1´-´H´ (higth)Označenie logických úrovní: ( 0-output, I-input, L-low, H-high)

Dvojhodnotová logika

1.Pozitívna: LH UU f 2.Negatívna: HL UU fLogický zisk:je daný počtom vstupov logických členov, ktoré môžeme pripojiťna výstup jedného logického člena. Výkonové členy sú riešenéako členy s otvoreným kolektorom.

Logické členy: Logickými obvodmi realizujemefunkcie tzv. Boolovej algebry. Sú to: Logický súčinAND, Logický súčet OR, Invertor – člen narealizovanie logickej negácie logické funkcie -negacia. Pochopiteľne, že log. obvodminerealizujeme len samostatné spomínané logickéfunkcie, ale aj ich najrôznejšie kombinácie.

Integrované logické obvody MOS:Patria medzi logické obvody realizované technikou TTL. Na rozdiel od obvodov realizovanýchbipolárnymi tranzistormi, kde sa používali okrem tranzistorov aj nastavovacie rezistory, integrovanéobvody MOS sú zostavené výlučne z tranzistorov, ktoré plnia funkciu tak aktívnych, ako aj pasívnychprvkov.MOS s kanáom:-1. N (NMOS) –otvorený ak je UGS kladné, - 2.P (PMOS) –otvorený ak je UGS záporné.Prúd ID riadený napätím UGS. Prahové napätia UT: PMOS (–4V), NMOS(+2V), MOS otvorený R(10-104Ω), zatvorený (1010-1015 Ω).

NMOS:-statická logika, využíva PMOS: -dynamická logika. Invertor:´1´ všetky tr. nevodivé´0´aspoň jeden 1vodivý

Zaťažovací T2 jespínaný impulzami TC.(hodinovými)T1 spínač,jeho stav je závislý nahodnote U na vstupea tiež na U v bode x.T1,T3, tvoria sériovýspínač a otvárajú sa

impulzom TC. Ak privedieme TC , T2,T3 sa otvoriaa napätie v x je UDD. Ak na A je – UT1sa otvára a U v x klesne na 0. Cez otvorený T3 počastrvania impulzu TC sa prenesie potenciál z bodu x na

´0´- Tr. Sú otvorené kapacitu C. Tá hodnota tam zostane až do impulzu.´1´- aspoň jeden nevodivý

OHVÝST

OLVÝST

IHVST

ILVST

UUvýst

UUvýst

UUvst

UUvst

¾®¾¾®¾

¾®¾¾®¾

¾®¾¾®¾

¾®¾¾®¾

)1(

)0(

)1(

)0(

1log.

0log.

1log.

0log.

8. Logické obvody CMOS, princíp činnosti, zapojenieLOGICKÉ OBVODY:Činnosť : - činnosť log obvodov je založená na pravidlách logiky. Pracujú s výrokmi, ktoré môžu byťpravdivé (log.1 ) alebo nepravdivé (log.0.) Teda nadobúda dve hodnoty - 0 a 1, pričom sa nemôžu sameniť spojite. S polovodičovými prvkami môžeme realizovať ľubovoľne zložité spínacie funkcie vovšetkých zariadeniach na spracovanie informácií. Napr.: počítačoch, riadiacich obvodochpriemyselových zariadeniach, telefónných ústredniach ....Rozdelenie: 1.kombinačné, 2. Sekvenčné: a) synchronné b) asynchronnéOznačenie logic. stavov: logická nula -log. 0....´0´-´L´ (low), logická jednotka –log. 1....´1´-´H´ (higth)Označenie logických úrovní: ( 0-output, I-input, L-low, H-high)

Dvojhodnotová logika

1.Pozitívna: LH UU f 2.Negatívna: HL UU fLogický zisk:je daný počtom vstupov logických členov, ktoré môžeme pripojiťna výstup jedného logického člena. Výkonové členy sú riešenéako členy s otvoreným kolektorom.

Logické členy: Logickými obvodmi realizujemefunkcie tzv. Boolovej algebry. Sú to: Logický súčinAND, Logický súčet OR, Invertor – člen narealizovanie logickej negácie logické funkcie -negacia. Pochopiteľne, že log. obvodminerealizujeme len samostatné spomínané logickéfunkcie, ale aj ich najrôznejšie kombinácie.

Integrované logické obvody MOS:Patria medzi logické obvody realizované technikou TTL. Na rozdiel od obvodov realizovanýchbipolárnymi tranzistormi, kde sa používali okrem tranzistorov aj nastavovacie rezistory, integrovanéobvody MOS sú zostavené výlučne z tranzistorov, ktoré plnia funkciu tak aktívnych, ako aj pasívnychprvkov.MOS s kanáom:-1. N (NMOS) –otvorený ak je UGS kladné, - 2.P (PMOS) –otvorený ak je UGS záporné.Prúd ID riadený napätím UGS. Prahové napätia UT: PMOS (–4V), NMOS(+2V), MOS otvorený R(10-104Ω), zatvorený (1010-1015 Ω).

CMOS: –, označuje technológiu zhotovenia integrovaných obvodov MOS s pármi komplementárnychtranzistorov MOS ( komplementárnou dvojicou ) s kanálmi P a N

Vlastnosti:Tieto io obvodymajú dlhšiespínacie časyako TTL, menšípríkon, ten všakzávisí odpracovnéhokmitočtu a dobrúšumovúOdolnosť. Ucc= 4÷15V

Vstup 1 -> výstup 0 Y-log1: T1, T2 vodivéVstup 0 -> výstup 1 T3,T4 nevodivé , A,B -1 Y-log0: aspoň 1 z T3,T4

vodivý, aspoň 1(A,B)- 1

OHVÝST

OLVÝST

IHVST

ILVST

UUvýst

UUvýst

UUvst

UUvst

¾®¾¾®¾

¾®¾¾®¾

¾®¾¾®¾

¾®¾¾®¾

)1(

)0(

)1(

)0(

1log.

0log.

1log.

0log.

Vach obohateného typu Tr. MOSFET: 13.(Uds,Ug)

14.

9. Parametre logických obvodov

LOGICKÉ OBVODY:Činnosť : - činnosť log obvodov je založená na pravidlách logiky. Pracujú s výrokmi, ktoré môžu byťpravdivé (log.1 ) alebo nepravdivé (log.0.) Teda nadobúda dve hodnoty - 0 a 1, pričom sa nemôžu sameniť spojite. S polovodičovými prvkami môžeme realizovať ľubovoľne zložité spínacie funkcie vovšetkých zariadeniach na spracovanie informácií. Napr.: počítačoch, riadiacich obvodochpriemyselových zariadeniach, telefónných ústredniach ....Rozdelenie: 1.kombinačné, 2. Sekvenčné: a) synchronné b) asynchronné

Parametre logických obvodovObvody TTL využívajú pri činnosti zakladný princíp zapojenia viac-emitorového tranzistora. Preto súaj niektoré parametre rovnako pre viac typov TTL obvodov. Niektoré parametre sa líšia len s ohľadomna špecifické vlastnosti určitých obvodov.

Medzné hodnoty: Medzné parametre sú definované ako najvyššie hodnoty určitej veličiny, pri ktorýchmôže daný obvod pracovať , pričom ešte nedôjde k poruche.

Charakteristické vlastnosti: 1. statické, 2. dynamické.1.statické: -udávajú sa pre najnepriaznivejšie podmienky z hľadiska napájania, zaťaženia.. –vstupnéU pre úroven ,,H,, , vstupné U pri ,,L,,, výstupné U pre L a H. , vstupné I pre L a H. , odber zozdroja L, H., logický zisk, odolnosť voči rušeniu- (šumová imunita).2.dynamické: -popisujú vlastnosti logických obvodov v dynamickom režime, to znamená, počasprevádzky pri prenose signálu zo vstupu n avýstup. : -doba oneskorenia tp. (je doba potrebná k prenosustavu premennej zo vstupu na výstup log. Obvodu. Výstupný signál nereaguje hned na privedenývstupný signál. Dochádza k oneskoreniu)

vstupsignál

výstupsignál

10. Charakteristiky logických obvodovLOGICKÉ OBVODY:Činnosť : - činnosť log obvodov je založená na pravidlách logiky. Pracujú s výrokmi, ktoré môžu byťpravdivé (log.1 ) alebo nepravdivé (log.0.) Teda nadobúda dve hodnoty - 0 a 1, pričom sa nemôžu sameniť spojite. S polovodičovými prvkami môžeme realizovať ľubovoľne zložité spínacie funkcie vovšetkých zariadeniach na spracovanie informácií. Napr.: počítačoch, riadiacich obvodochpriemyselových zariadeniach, telefónných ústredniach ....Rozdelenie: 1.kombinačné, 2. Sekvenčné: a) synchronné b) asynchronnéCharakteristiky logických obvodovVlastnosti log.IO vyplývajú zo základných charekteristík. Najčastejšie sa uvádza prenosová, výstupnáa odberová.Prenosová (prevodová) obvodu TTL:

Zobrazuje závislosť výstupného napätia Ui od vstupného napätia U0. Táto charakteristika má štyrivýrazné oblasti.* V oblasti a (od 0 - 0,7V pre vstup) sú tranzistory T2 a T3 uzatvorené.* V oblasti b sa tranzistor T2 začína otvárať, ale tranzistor T3 je ešte stále uzatvorený. Poklesom napätiana kolektore T2 je mierne privretý aj tranzistor T4.* V oblasti c sa otvára tranzistor T3 a zatvára tranzistor T4.* V oblasti d je tranzistor T3 v saturácii a tranzistor T4 úplne zatvorený. -vieme určit L a H úroveň.

Vstupná vharakteristika:Určuje závislosť vstupného prúdu od veľkosti vstupnéhonapätia. Záporný prúd znamená, že tento vyteká cez R = 4kW a prechod B-E tranzistora T1 von do zdroja signálu. PriUvst = 1,4 V je prúd vstupu Ivst = 0 mA. Nad toto napätie Uvstje prúd Ivst asi 10 mA. Tu je prechod B-E polarizovaný vzávernom smere. Pri Uvst väčšom ako 7 V prúd vstupu prudkonarastá z dôvodu poškodenia priechodu PN medzi E-Btranzistora T1.

Výstupné charakter.: záv. výst U pri vstupnom prúde

11. Analógové spínače, rozdelenie, princíp činnosti

Analógové spínače:-spínajú analógový signál bez veľkosti a tvaru.Základné typy spínačov

Spínanie analógových signálov – požiadavky: veľká rýchlosť, presnosť (obtiažnejšie ako spínaniedigitálnych signálov – hlavne pri malom js UaI. Rušivé vplyvy: ofset, drift, termonapätieMechanické vplyvy:- priaznivejší odpor v zapnutom a rozopnutom stave, - nižšia spínacia rýchlosť.Elektrické spínače: -1- vyššia spínacia rýchlosť, spoľahlivosť–- 2-.jednoduchšia obsluha, údržba

Tranzistor FET – analógový spínač –dokonalá izolácia,- nulové ofsetové napätie v zapnutomstave,- malý ovládací výkonTranzistor JFET s kanálom N:

JFET- ak ovládací vstup má úroveň L (0V), T2je v oblastinasýtenia, D. je zatvorená pri Ue (-5V ./. +5V) Ugs na T1 jenezávislé od Ue. T1 je otvorený . – ak cvl. Vstup má úroveň H(+5V) –T2 zatvorený, D je vodivá, potenciál hradla G j e-15 T1 jezatvorený.

Tranzistor MOSFET s kanálom N:Podobne ako JFET . potenciál A- G (gate) sa mení (-20/+5V). Pri zatvorenom T1 je Ugs v nepriamom prípade -15V.v priaznovom prípade -25V. Pri otvorenom T1 je Ugs (0/+10V) najmenej je pri Ue= +5V

Sériový bipolárny spínač

12. Analógové multiplexory, princíp činnosti

Analógové spínače:-spínajú analógový signál bez veľkosti a tvaru.Základné typy spínačov

Spínanie analógových signálov – požiadavky: veľká rýchlosť, presnosť (obtiažnejšie ako spínaniedigitálnych signálov – hlavne pri malom js UaI. Rušivé vplyvy: ofset, drift, termonapätieMechanické vplyvy:- priaznivejší odpor v zapnutom a rozopnutom stave, - nižšia spínacia rýchlosť.Elektrické spínače: -1- vyššia spínacia rýchlosť, spoľahlivosť–- 2-.jednoduchšia obsluha, údržba

Analógové multiplexory: MX=MPXAnalógové multiprexory anlógové signály privádzané na vstupy pripájajú postupne na jedinýanalógový výstup. Funkciou multiplexora možno prirovnať k mechanickému viacpolohovému.MPX

Poloha prepínača je určená binárnom kóde.

DMPX – demoltiplexor, realizuje opačnú funkciu

Použitím MX-DMX možno redukovať počet prenosovýchkanálov, respektíve vedení.

Realizácia so spínačmi CMOS:

13. Bistabilne preklápacie obvody, princíp, zapojenie

Preklápacie obvody: 1. Prúdovo riadené, 2. napätovo riadené.

Preklápacie obvody:1. astabilné preklápacie obvody, ktoré savolne preklápajú(nemajúŽiaden stabilný stav )2. monostabilné preklápacie obvody, ktorémajú jeden stabilný a jeden nestabilný stav3. bistabilné preklápacie obvody, ktoré majúdva stabilné stavy ( nemajú žiaden nestabilnýstav )

Tranzistorové klopné obvody:Generujú impulzy definovanej dĺžky a ampl,alebo generujú signály určitej dĺžkyamplitúdy a frekvencie.Patria do skupiny riadených obvodov. Podľacharakteru Z1 a Z2- dostávame MONO, BI,ASTA preklápací charakter.

Bistabilný preklápací obvod zotrváva v jednom z dvoch stabilných stavov počas ľubovoľnéhočasového intervalu a preklopí sa až po privedení spúšťacieho impulzu. Má dva vstupy a dva výstupy .

Ide teda o jednosmernú väzbu medzi tranzistormi.U bistabilného preklápacieho obvodu nie je popripojení napájacieho napätia +UCC úplnejednoznačne dané, ktorý tranzistor sa otvorí akoprvý a ktorý ostane uzatvorený. My budemepredpokladať, že po pripojení napájania sa akoprvý otvorí tranzistor T1 a tranzistor T2 ostaneuzatvorený. Tranzistor T2 je zatvorený preto, leborezistor RB2 je cez otvorený prechod C–Etranzistora T1 pripojený na elektrickú zem obvodua preto je medzi bázou a emitorom tranzistora T2nulové napätie. Do bázy tranzistora T2 netečiežiaden budiaci prúd IB2. Naopak, tranzistor T1 jecez rezistory RK2 a RB1 budený trvalým prúdom

IB1 zo zdroja napájania +UCC.

14. Monostabilne preklápacie obvody, princíp, zapojenie

Preklápacie obvody: 1. Prúdovo riadené, 2. napätovo riadené.

Preklápacie obvody:1. astabilné preklápacie obvody, ktoré sa volne preklápajú(nemajúŽiadenstabilný stav )2. monostabilné preklápacie obvody, ktoré majú jeden stabilný a jedennestabilný stav3. bistabilné preklápacie obvody, ktoré majú dva stabilné stavy ( nemajú žiaden nestabilný stav )

Tranzistorové klopné obvody:Generujú impulzy definovanej dĺžkya ampl ,alebo gener. Signály určitej dĺžky amplytúdya frekvencie.Patria do skupiny riadených obvodov. Podľacharakteru Z1 a Z2- dostávame MONO, BI,ASTA preklápací charakter.

Monostabilný preklápací obvod je obvod s jedným stabilným stavom a s jedným nestabilnýmstavom. V stabilnom stave môže zotrvať neobmedzene dlhú dobu, v nestabilnom stave len určitúprechodnú dobu. Táto prechodná doba závisí od vlastností obvodu a označuje sa ako doba kyvumonostabilného obvodu. Zo stabilného stavu do nestabilného stavu sa obvod dostáva pôsobenímkrátkeho vonkajšieho impulzu. Z toho vyplýva, že monostabilný preklápací obvod na rozdiel odastabilného preklápacieho obvodu má nielen výstupné svorky, ale aj vstupné svorky.

Monostabilný preklápací obvod nie je symetrickýobvod. báza tranzistora T2 je pripojená cez rezistorRB2 na kolektor tranzistora T1. Monostabilnýpreklápací obvod má vstup, na ktorý sa pripájabudiaci zdroj pravouhlého signálu. Z tohotopravouhlého signálu sa kondenzátorom CV vytvoriakrátke impulzy, ktorými sa potom monostabilnýpreklápací obvod ovláda – spúšťa.Po pripojení napájacieho napätia +UCC cez rezistorRB1 tečie prúd IB1 , ktorý spôsobí úplné otvorenietranzistora T1, teda UKE1 = 0 V. Cez otvorenýprechod C–E tranzistora T1 sa rezistor RB2 svojou

ľavou svorkou ( podľa schémy ) pripojí na elektrickú zem. Tým je zabezpečené, že medzi bázoua emitorom tranzistora T2 je nulové napätie, čo má za následok úplné uzatvorenie tranzistora T2 a tedaUKE2 = +UCC. Pokiaľ je tranzistor T2 uzatvorený môže sa kondenzátor C2 nabiť cez rezistor RK2 nanapätie :UC2 = UCC – UBE1 = UCC – 0,6 V

15. Astabilne preklápacie obvody, princíp, zapojeniePreklápacie obvody: 1. Prúdovo riadené, 2. napätovo riadené.

Preklápacie obvody:1. astabilné preklápacie obvody, ktoré sa volne preklápajú(nemajúŽiadenstabilný stav )2. monostabilné preklápacie obvody, ktoré majú jeden stabilný a jeden nestabilný stav3. bistabilné preklápacie obvody, ktoré majú dva stabilné stavy ( nemajú žiaden nestabilný stav )

Astabilne preklápacie obvod:

Základným typom je zapojenie s dvoma tranzistormirovnakej polarity. V schéme je navyše zapojený spínač S, ktorý sa v reálnom, praktickom zapojenínepoužíva. V našom obvode je zapojený len z dôvodu zadefinovania si východzích podmienok obvodupri sledovaní procesov prebiehajúcich v obvode.

Spínač S je rozopnutý. Po pripojení napájacieho napätia sa tranzistory T1 a T2 otvoria, dostanú sa dostavu saturácie, pretože sú budené prúdmi IB1 a IB2 cez rezistory RB1 a RB2 zo zdroja napájania +UCC.

Spínač S je zopnutý. V okamihu to spínač S zopneme. Kladná ( + ) svorka kondenzátora C2 sa cezotvorený prechod C–E tranzistora T2 pripojí na elektrickú zem obvodu. Druhá svorka kondenzátora C2,t.j. záporná ( – ), je pripojený na bázu tranzistora T1 ( kondenzátor na schéme zakreslený čiarkovane.)Kondenzátor C2 svojím napätím –UC2 na báze tranzistora T1 pôsobí ako zdroj záporného napätia,ktorým sa tranzistor T1 okamžite uzavrie. Napätie na jeho kolektore UKE1 narastá na napätie +UCC, nonie okamžite, ale s určitým časovým oneskorením. Toto časové oneskorenie je dané nabíjanímkondenzátora C1 cez rezistor RK1.

16. Základné parametre A/D a D/A prevodníkov

Číslicové – analógové, Analógovo - číslicové prevodníky: -číslicové spracovanie signálu,diskretizácia: spojitý – nespojitý, vzorkovanie signálu - podľa času, kvantovanie signálu - podľaveľkosti.

x1 x2 ... xmax - diskrétne hodnoty analógového signálu0000,0001-kódové slovo číslicového signálu

Základné parametre prevodníkov:-rozlišovacia schopnosť - počet rozlíšiteľných úrovní analógového signálu, n - bitový prevodník 2n

úrovní, m miestny prevodník 10m úrovní, n = 8 .. 256 úrovní, m = 3 .. 1000 úrovní-rozsah- určení min a max hodnotou analóg . signálu. Ozn. FS.-krok kvantovania- najmenšia rozlíšiteľná veľkosť Analog. Signálu LSB ... LSB= FS / 2n

- chyba kvantovania- maximálny rozdiel medzi hodnotou analóg. veličiny a hodnotouzodpovedajúcou kódovému slovu = 0,5 LSB

-rýchlosť prevodu- počet prevodov (krokov za jednotku času , resp. času jedného prevodu)-presnosť prevodníka rozdiel medzi skutočnou analógovou hodnotou a hodnotou kódového slova.

aditívna chyba – konšt. pre celý rozsah spôsobná posunutím nuly

Multidcikatívna chyba- spôsobná chybou analógového zosilnenia

00

11

22

11 22...22 BBBBB n

nn

n ++++= --

--

no

nn

FS

VY BBU 2

2...2. 011 ++

=-

-m

)42

.( 012

RB

RB

RBUrefIv ++=

17. Prevodníky D/A, princíp, chyby prevodníka

DA prevodník: prevádza vstupný číselný signál na výstupný analógový signálbinárne kódové slovo na vstupe :

- Ak UFS je rozsah prevodníka je výstupné napätie potom:

DA prevodník s váhovou rezistorovou sieťou

Uref: - referenčné napätie. B0,B1,B2 bity kódovéhoslova (0,1).

nevýhoda:- veľké rozpätie hodnôt odporov rezistorovej siete.

Prúd zo zdroja Uref závisí od kombinácie núla jednotiek. Rozptyl hodnôt rezistorov (hlavnenízke bity)

DA prevodník s priečkovou rezstorovov sieťou

Rezistory majú 2 hodnoty (R, 2R). Vnútorný odporovrezistorovej siete je konštantný. Nezávislý od B0,B1,B2.

výhoda:Len 2 hodnoty odporov – stabilita presnosti, konštantnýodpor rezistorovej siete – stabilita zdroja Uref

Prevodník AD s dvojitou integráciou

Počas T1 na vstup pripojí analógové napätieUX, pri zápornom UX sa napätie na integrátoresa zväčšuje na kladnú polaritu. Po naplneníčítača interval T1 skončí a náraz napätia U1 sazastaví.Paralelný prevodník

(Paral. prev.) A/D je najrýchlejší – prevod sauskutočňuje v jednotke kroku. Ak UX = 0 všetkykomparátory majú na výstupe 0. Ak sa bude UXzväčšovať, bude sa zväčšovať aj počet komp., ktorébudú mať na výstupe 1. Nevýhoda je – veľký početkomparátorov. Kompromisné riešenie – metódapostupných riešení.

18. Prevodníky A/D, princíp, metódy prevodu

Číslicové – analógové, Analógovo - číslicové prevodníky: -číslicové spracovanie signálu,diskretizácia: spojitý – nespojitý, vzorkovanie signálu - podľa času, kvantovanie signálu - podľaveľkosti.

Prevodník A/D s dvojitou integráciou

Počas T1 na vstup pripojí analógové napätieUX, pri zápornom UX sa napätie naintegrátore sa zväčšuje na kladnú polaritu.Po naplnení čítača interval T1 skončí a náraznapätia U1 sa zastaví.

Paralelný prevodník

A/D je najrýchlejší – prevod sa uskutočňuje v jednomkroku. Ak UX = 0 všetky komparátory majú na výstupe0. Ak sa bude UX zväčšovať, bude sa zväčšovať ajpočet komp., ktoré budú mať na výstupe 1. Nevýhodaje – veľký počet komparátorov. Kompromisné riešenie– metóda postupných riešení.

( )N

nN

Nn xxxfxxxfn

÷÷÷

ø

ö

ççç

è

æ=

»»»-

=å ......,...,, 21

12

021

19. Programovateľné logické súčiastky PLD

Programovateľné logické súčiastky 1.Štrukturálny návrh (ELD – programable, logic, device) 2.Procedurálny návrh (mikroprocesor)

PLD- pozostáva z logických hradiel, logických obvodov, programovateľné prenosové cesty. Tieto je možnépoprepájať pri programovaní. Typy programovania: EEPROM.

Architektúra programovateľné logické polia (PLA) - programovateľná súčtová matica,, –súčinovámatica,, –štruktúra vhodná na implementáciu kombinačných logických sietí disjunktnom tvare

Architektúra programovateľné pole logiky(PAL, GAL)- programable súčinová matica- programable makro bunka rieši výber funkcií vstupu a výstupu (vstup, výstup, register, výstup

priamy, výstup negovaný, výstup trojstavový...)- štuktúra vhodná na intempletáciu kombinačných aj sekvenčných aj logických sieti disjunktnom

stave

Architektúra: zložite programovateľné logické súčiastky (CPLD)- jadro predstavujú polia PAL- programovateľná makrobunka rieši výber funkcii vstupu a výstupu ale ja iné funkcie (logická

kompatilita, globálne signály...)- štruktúra vhodná na intempletáciu komb. aj sekv. log. sietí často doplnená o optimalizované

štandardné štruktúry (dekóder)

20. Programovateľné hradlové polia FPGA

Osobitnou skupinou PLD súčiastok sú hradlové polia. FPG je oveľa flexibilnejšia oprotipredchádzajúcim obvodom PLD. Čip FPGA pozostáva z obvodov pre vstupno/výstupné, logické aprepojovacie funkcie. Polo možno charakterizovať, ako flexibilnú štruktúru s kombinačnými,registrovými a vstupnom/výstupnými schopnosťami. Distribúcia signálu pokrýva celý čip. Vnútornézbernice možno ovládať aj trojstavovo. Vstupná úroveň sa dá nadstaviť na TTL alebo CMOS.

Architektúra: pole programovateľných logických útvarov (FPGA)- čip FPGA položený z konfiguračnej a funkčnej vrstvy.- jadro funk. vrstvy predstavujú konfigurovateľné logické bloky, vstupné – výstupné bloky,

matice prepojení.- programovateľná konfiguračná vrstva vytvára požadovanú štruktúru hornej vrstvy.- štruktúra vhodná na intempletáciu zložitých kombinačných aj sekv. log. sietí.

21. Polovodičové pamäte, rozdelenie, parametre

Polovodičová pamäť je integrovaný obvod alebo zostava integrovaných obvodov schopná prijať,uchovať a vydať informáciu zakódovanú v tvare dvojkových čísel. Tieto obvody sa používajúpredovšetkým v počítačových a mikroprocesorových systémoch.Ich základné parametre sú :

· kapacita - určuje maximálny objem informácií ( počítaný v bit alebo byte ), aký môže byťsúčasne uchovaný v danej pamäti ( dohodnutá jednotka 1 kbit = 210 = 1024 bitov )

· rýchlosť činnosti - určená obyčajne prístupovým časom a časom cyklu. Prístupový čas ječasový úsek od privedenia signálov na vstupy adries po okamih objavenia sa dát na výstupoch.Čas cyklu je najmenší časový úsek medzi dvoma postupnými odbermi informácií naadresových vstupoch.

· odoberaný výkon - udaný obyčajne na 1 bit uchovávanej informácie.

Pri porovnávaní pamätí sa udávajú aj nemenej dôležité parametre napr. cena pamäte a spoľahlivosť.Dôležitá je aj organizácia pamäte, t.j. dĺžka slova ( počet bitov ), ktorá môže byť súčasne odvedená zpamäte cez jej výstupy. Napr. pamäť s kapacitou ( 4 × 1024 ) bitov obsahuje 4096 bitov,zorganizovaných v tvare 1024 štvorbitových slov.Základná črta, pomocou ktorej môžeme klasifikovať polovodičovú pamäť, je spôsob prístupu kinformácii uchovávanej v pamäti. Poznáme dve skupiny polovodičových pamätí :1. so sériovýmprístupom 2.s voľným prístupom ( maticové )

Pamäte so sériovým prístupom sú posuvné registre - bipolárne a unipolárne a predovšetkým registrezostavené zo súčiastok s nábojovou väzbou ( CCD = Charge Coupled Devices ).

Prístupový čas v pamätiach s voľným prístupom nezávisí od adresy pamäťovej bunky, čiže od jejmiesta v matici. Tieto maticové pamäte rozdeľujeme na: –pamäť so záznamom aj snímaním RWM ( Read-Write Memory ), označované tiež RAM - umožňuječítanie aj zápis, pre svoju činnosť, t.j. zapamätanie si, potrebuje vždy napájacie napätie –-permanentné pamäteROM ( Read Only Memory ) - sú určené prevažne iba na čítanie, pre svoju činnosťnevyžaduje zdroj energie

Delenie: Polovodičové pamäte je možné rozdeliť z viacerých hľadísk, ktoré rešpektujúich vlastnosti a použitie. V zásade je možné pamäte rozdeliť podľa: druhu technológie výroby:

bipolárne,unipolárne,

spôsobu prevádzky:statické,dynamické,

spôsobu záznamu a čítania dát:s meniteľným obsahom dát- RWM,so stálym obsahom dát- ROM,

spôsobu prístupu k zaznamenaným dátam:s ľubovoľným prístupom- RAM,so sériovým prístupom- FIFO, LIFO,

so špeciálnym prístupom- CAM.

22. Polovodičové pamäte ROM, bloková schéma, činnosť

Pamäť ROM (Read Only Memory, t.j. len možnosť čítania) slúži na uchovávanie programov a dát,ktoré počas prevádzky počítača netreba meniť. Informácia sa zachováva aj po odpojení napájaciehozdroja. Podľa spôsobu zápisu dát a vymazania rozdeľujeme pamäte ROM:-MPROM, - PROM, - PROM,- EEPROM ( EAPROM ) ,-FLASH

Maskovo-programovateľné ROM

Programuje sa maskami priamo vo výrobe a informácie v nej zaznamenané sa už nemôžu meniť.Dátová maska sa v ROM vytvorí nanesením hrubej vrstvy kysličníka, ktorý sa vyleptá na miestachhradiel prístupových tranzistorov. Na túto vrstvu kysličníka sa nanesie kovová vrstva ( prepojovaciecesty.) Tie tranzistory, ktoré majú kysličníkovú vrstvu zredukovanú na tenkú vrstvu, ako si to vyžadujefunkčný tranzistor, sú odblokované, ostatné prístupové tranzistory sú zablokované.Nevýhoda: - pre každý súbor dát treba vyhotoviť osobitnú masku, čo sa vyplatí iba pri veľkej sérii.

Bloková schéma:

Štruktúra pamäti ROMPamäti ROM sa vyznačujú stálym nemeniteľným obsahom údajov. Informácie možno len vyčítať.Každá pamäť ROM sa skladá z vlastnej pamäťovej matice, dekóderu adries a s výstupných obvodov.A0 až AK sú adresové vstupy, Y1 až Y3 sú výstupy. Vstup CS je blokovanie alebo výber puzdra.Adresa sa privádza v tvare k-bitového slova na adresné vstupy A0 až AK. Dekóder privádza adresu zbinárneho kódu na kód 1zm. Výstupné obvody upravujú signál na požadovanú úroveň.

23. Polovodičové pamäte RAM, bloková schéma, činnosť

Pamäte RAM rozdeľujeme ako už bolo povedané na pamäte - statické a - dynamické

Štruktúra pamätí RAMPolovodičové pamäte RAM s ľubovoľným prístupom, nedeštruktívnym čítaním, konštantnouvybavovacou dobou sú energeticky závislé. Bipolárne polovodičové pamäte môže byť len statické,unipolárne môže byť v prevedení ako statické. Základ tvorí pamäťová matica, ktorej pamäťové bunkysú adresované. Znamená, že je aktivovaný vždy jeden z m riadkov a z jeden z m stĺpcov, pomocoudekodérov adries riadkov a stĺpcov. Vstupné dáta D1 a výstupné dáta DO sa privádzajú cezvstupno/výstupné zosilňovače, ktoré oddeľujú periférne obvody od matice. Signál CS dáva povel kuvoľneniu, resp. výberu čipu, teda k aktivizácií obvodu. Signál R/W rozhoduje o stave režimu čítania azápisu pamäti.

24. Statické a dynamické pamäte, princíp, pamäťová bunka

Statická pamäť RAM

Jedna z možných štruktúr statickej bunkypamäte RAM realizovanej technológiouNMOS je na obr.6.Statická bunka NMOS RAM je tvorenápárom krížovo prepojených invertorov aďalšími dvoma NMOS tranzistormipoužitými na prístup k bunke na účelyzápisu dátového bitu alebo vyčítanie tohtopamätaného bitu, to zabezpečujú prístupovétranzistory. Obidva prístupové tranzistorypracujú obojsmerne a smer prenosu dát jevybratý trojstavovým ovládanímzapisovacieho zosilňovača.

25. Štruktúra jednozbernicového mikropočítača

RJ - riadiaca jednotka koordinuje činnosť modulov zoskupených okolo vnútornej zbernice. HLJ - aritmetickologická jednotka - vykonala v počítači aritmetické a logické operácie uskladňuje medzi výsledky pri operačnýcha pracovných registrov, zaznamenáva stav charakterizujúci výsledky operácií.CP - centrálny procesor je model počítača v ktorom sa fyzicky nachádza riadiaca jednotka spolu s ALJ.OP - operačná pamäť, uschováva program mikropočítača a údajePV/V - paralelný vstup alebo výstup sprostredkováva prenos údajov medzi prídavným zariadením PZ a CP.SV/V - sériový vstup výstup. Sprostredkováva prenos údajov medzi PZ a CP.DMA - priamy prístup od pamäti.BUS - systémová zbernica je skupina vodičov, ktorá jednotným spôsobom spája časti mikropočítača.Číslicový integrovaný obvod, ktorý na jednom čipe obsahuje najmenej RJ ALJ sa nazýva mikroprocesor.

26. Bloková schéma mikroprocesora

27. Inštrukčný súbor mikroprocesora, druhy inštrukcií

Architektúra jedno čipového mikropočítačaCharakteristika jedno čipového mikropočítača SOSYZákladná charakteristika a funkčné bloky:1. Arit. log. jednotka ALU prevádza operácie s – bitovými číslami (operanbami)2. Vnútorná pamäť programu ROM mikropočítača je v rozsahu 0000 až OFFF (kapacita 4 KB)3. Vnútorná pamäť RAM mikropočítača je v rozsahu 0000 až 007F (kapacita 128 B), ..... pamäťový priestor

0080 až 00FF (kapacita 128 B) sa používa na umiestnenie .... funkcií SFR4. mikroprocesor môže obsahovať vonkajšiu ROM v rozsahu 0000 až FFFF (kapacita až 64 KB) a tiež RAM

v rozsahu 0000 až FFFF (kapacita 64 KB)5. Mikropočítač má 4 8-bitové brány (fort 0 až port 3), ktoré sa dajú využiť obojsmerne. Každú bránu možno

obsadiť nezávisle.6. Mikropočítač obsahuje dva časovače (TIMER).7. Program uPC je možné prerušiť z ....... prerušenia8. Na sériové prenos údajov slúži duplexná sériová brána.9. Mikroprocesor dokáže realizovať aj jednobitové logické operácie10. Abumulátor ACC (8-bitový Register) je napojený ALU cez vyrovnávací register TMPY. Slúži na ...

hodnoty jedného ... a spravidla aj na ukladanie výsledku aritmetickej alebo logickej operácie.11. Degister B sa USE hlavne pri aritmetických operáciách násobenia a delenia.12. Ukazovateľ zásobníkovej pamäti SP (... POINTER) jeho obsah sa ... zvýši 0 1 (inkrementuje) potom sa

ukladajú dáta do zásobníkovej pamäti (vyhradená časť pamäti RAM) pri vyberaní dát sa obsah SP zníži 0 1(......)

13. Brány PORT 0 až PORT 3 majú .... ovládame vstupu alebo výstupu programom. K nim sa pripájajúprídavné zariadenia.

14. Programové počítadlo PC (PROGRAM COUNTER) je 16-bitový čítač, ktorý generuje adresu nasledujúcejinštrukcie.

Príznak parity Príznak pretečenia Výber banky registrov Príznak pre používateľa Príznak pomocného prenosu Príznak prenosuPríznak stavového registra mikroprocesora SOSY

Signál RST spôsobí počiatočné nastavenie (RESET) uPCPamäťový Priestor uPC SOSY

Mikropočítač .... SO SY má tri základné pamäťové priestory:- vnútorný priestor pamäti programu ROM, 0000- OFFF (8 kapacitou 4 KB), alebo vonkajší priestor

pamäti programu ROM, 0000- FFFF (s kapacitou 64 KB)- vnútorný priestor pamäti dát RAM 0000 – 00EF (s kapacitou 64 BIT)

Adresný priestor ROM má kapacitu 64 KB a je variabilný:- ak je vstupný vývod mikroprocesora EAnon = 1 mikroprocesor vykonáva program podľa vnútornej

pamäti programu ROM v intervale 0000 - 0FFF.- ak je .....mikroprocesor vykonáva program ... adresy 1000 – FFFF, už z vonkajšej ROM.- ak je EAnon = 0 vyberá mikroprocesor inštrukcie z vonkajšej pamäti ROM v intervale 0000 – FFFF

Adresný priestor RAM sa skladá z vnútorného a vonkajšieho priestoru. Vnútorná pamäť obsahuje dve časti.Špeciálne ..... registre a vnútornej RAM pamäť

V spodnej časti RAM sa nachádzajú 4 banky .... registrov. Každá banka obsahuje súbor 8 pracovných registrovRO – RA. Výber banky registrov sa určí programovo nastavením bitov RSO – RSU z RES.

CY AC FO RSO RS1 OV P

28. Inštrukčný cyklus mikroprocesora, časovanie

Časové a stavové diagamy mikropočítača 8054

- Inštrukčný cyklus je čas potrebný na vykonanie určitej operácie z množiny inštrukciímikroprocesora.

- Inštrukčný cyklus obsahuje jeden alebo viac strojových cyklov M.- Strojový cyklus mikropočítača M má G Stavov S označených S1 – S6 (12 periód oscicátora)- Každý stav sa rozkladá na dve fázy a označene P1, P2- Fáza (takt) trvá jednu periódu oscicátora - signál OSC.- Časovanie mikropočítača sa odvíja od taktov oscicátora a časový priebeh vykonávania inštrukcií

je znázornený.

Pre inštrukcie, ktoré spolupracujú s dátami vonkajšej pamäti je treba vymedziť potrebný čas na presundát pretože v tomto čase sa výber z programovej pamäti nedá uskutočniť.

Väčšina inštrukcií mikropočítača sa vykoná v intervale jedného strojového syklu resp. dvochstrojových cyklov.

Výnimku tvoria náročnejšie operácie napr. násobenie, delenie potrebné na vykonávanie operácie 4.strojové cykly.

29. Spoľahlivosť elektronických súčiastok a obvodov

Ekonomické aspekty spoľahlivosti mnohý autori uvádzajú nasledujúci súvislosť medzi nadobúdacími,prevádzkovými, celospoločenskými nákladmy a spoľahlivosťou. Žiaľ čo náklady na elektronickýsystém s rastajúsou spoľahlivosťou vzrastajú a výroba spoľahlivejšieho systému vyžadujespoľahlivejšie a teda drahšie súčiastky. Prevádzkové náklady klesajú zvyšujúcou sa spoľahlivosťou.Veľmi dôležitým pojmom sú náklady na životný cyklus systému z hľadiska LCC . Z hľadiska užívateľasú práve najdôležitejšie. Pre užívateľa je neekonomický nákup lacného výrobku ak v opravách zaplatíneúnosné náklady na prevádzku schopnosť.

30. Elektromagnetická kompatibilita, zdroje rušenia a väzby

Pod pojmom elektromagnetická kompatibilita rozumieme schopnosť súčasnej správnej funkcieelektrických biologických zariadení, alebo systémov, ktoré sú v spoločnom elektromagnetickomprostredí bez závažného ovplyvňovania ich normálnych funkcii. Jednotlivé zariadenia a systémy musiabyť:-odolné voči pôsobeniam ostatných systémov a nesmú svojou činnosťou nepriaznivo ovplyvňovať inézariadenia. Kompatibilita sa po bezpečnosti stáva najdôležitejšou vlastnosťou elektrických aelektronických zariadení.