Выходы с открытым коллектором

Структуры шин можно упростить, если использовать специальные выходы, которые можно объединять без помощи логических схем. О таких выходах говорят, что они допускают «монтажное ИЛИ». Этот термин является не совсем удачным, поскольку фактически подобное соединение не выполняет логической функции ИЛИ, и предполагают, что в каждый момент времени действующим будет только один выход. Смысл сказанного станет яснее, когда перейдем к рассмотрению выходов устройств с открытым коллектором и тремя устойчивыми состояниями, которые обычно используются для реализации шин в ТТЛ- и МОП-системах.

В схемах с открытым коллектором отсутствует оконечный нагрузочный резистор, который имеется в обычной схеме, выполненной по ТТЛ-технологии, и поэтому действующее значение сигналов на их выходах равно 0, а не 1. Схемы с открытым коллектором могут быть объединены по схеме монтажного ИЛИ с использованием нагрузочного резистора, как показано на рис. 7.23. Выходной сигнал (табл. 7.4) равен 0,если сигнал на любом из объединенных выходов равен 0,и равен

I, если сигналы на всех объединенных выходах равны 1.

Схема на рис. 7.24 иллюстрирует, как использовать элементы с Открытым коллектором для реализации индикатора нуля. Выходной сигнал равен I, когда сигналы на всех линиях данных равны 0. Если хотя бы на одной из линий данных содержится сигнал, равный 1, то появление сигнала, равного 0, на выходе соответствующего инвертора с открытым коллектором приводит «появлению 0 на общем выходе. С помощью данной схемы можно формировать значение признака НУЛЬ, опнсаннот в гл. 3.

В основном варианте структуры шин на схемах с открытым коллектором над управляющими и информационными сигналами выполняется логическая операция ИЛИ (см. рис. 7.23). Таблица истинности для этой структуры приведена атабл. 7.5. Необходимые управляющие сигналы можно сформировать с помощью дешифратора, действующее значение выходного сигнала которога равно 0.

Поступление на вход управляющего сигнала, равного 1, приводит к тому, что на выходе соответствующей схемы ИЛИ появляется 1 (независимо от значения информационного сигнала) и в результате общий выходной сигнал не меняется. При низком уровне управляющего сигнала сигнал на выходе схемы ИЛИ равен информационному. Таким образом, значение общего выходного сигнала зависит от значения сигнала на информационном входе. .

Шины на схемах с открытым коллектором могут использоваться о обычными дешифраторами, выполненными по ТТЛ-технологии. Эти шины имеют очень простую структуру и могут быть легко расширены или модифицированы. Следует обратить внимание на то, что. шины на схемах с открытым коллектором активны при нулевом значении сигнала (используют отрицательную логику). Поэтому в качестве управляющих элементов используются схемы ИЛИ, а не схемы И, показанные на рис. 7.19.

Тем не менее шины на схемах с открытым коллектором не нашли широкого использования в микро-ЭВМ по следующим причинам,

1. Без применения буферизации оказывается возможным сбъе-динить сравнительно небольшое число схем с открытым коллектором. Каждая схема с открытым коллектором, имеющая на выходе сигтаал, равный 1, потребляет некоторый ток (обычно не более 0,25 мА). Если не используется буферизация, возникающие при этом процессы быстро приводят к снижению качества шины. Поскольку стандартная схема, выполненная по ТТЛ-технологии, обычно обеспечивает управляющий ток около 20 мА, с помощью монтажного ИЛИ можно объединить сравнительно немного (не более 10—20) схем с открытым коллектором.

2. Для управления шиной требуются логические схемы. Наличие этих схем приводит к увеличению числа элементов в системе; кроме того, эти схемы занимают место на плате.

3. Нагрузочный резистор занимает место на плате и потребляет ток, когда шина находится в рабочем состоянии. Появление этого тока (обычно около 1 мА) приводит к еще большему уменьшению уровня сигнала в шине. 



http://www.dellstroy.ru/ откачка и вывоз жидких бытовых отходов.