В данной статье мы дадим некоторые советы относительно вещей, которые следует учитывать при выборе компонентов для цифровой схемы. Мы обсудим различные аппаратные характеристики различных интегральных схем, а также расскажем о методе выбора компонентов, который облегчит создание цифровой схемы.
Прежде чем создавать сложную цифровую схему, следует ознакомиться с таблицами доступности на те или иные цифровые (логические) микросхемы. Например, далее приведена подобная таблица, в которой перечислены все официальные микросхемы серии 7400, независимо от их текущей доступности.
Данный список позволяет убедиться, например, в том, что схема, которую вы запланировали создать, еще не существует. Многие стандартные функции уже реализованы в одной микросхеме, и таким образом можно быть уверенным, что вы сэкономите свое время и деньги. Список также содержит ссылки на соответствующие документации (даташиты) для каждого компонента и описывает наиболее важные аспекты каждого устройства.
Некоторые устройства, такие как микросхемы 7400, безопасно работают при очень определенном напряжении питания (которое составляет 4,75–5,25 В), в то время как другим, таким как 1024-битное ППЗУ 74288, может потребоваться более высокое напряжение питания для определенных операций. Однако это исключение. На самом деле все сводится к тому, должна ли ваша схема работать с напряжением до 5 В или с более низким напряжением (например, 3,3 В). Обычно компоненты могут выдерживать несколько более высокое напряжение без повреждения. Однако не рекомендуется запускать устройства в таких условиях в течение длительного периода времени.
Затем следует рассмотреть состояние выхода каждой микросхемы. Если вы изучите столбец вывода в списке, показанном ранее, вы обнаружите, что большинство устройств либо не имеют ничего заявленного, либо имеют выход с тремя состояниями (three-state output), выход с открытым коллектором (open-collector) или выход с драйверным питанием (driving output).
Несли ничего не указано, то это означает, что устройство имеет обычный двухтактный (тотемный) выход, который можно использовать для управления другими входами 7400, но нельзя использовать для получения большого тока. Кроме того, вы, скорее всего, можете косвенно подключить выходы этой микросхемы к выходам других устройств.
Устройства с выходом с тремя состояниями (иногда его также называют tri-state или Z-state) имеют специальный высокоимпедансный режим, позволяющий подключать их выходы к выходам других микросхем. Это особенно полезно, когда вы хотите построить шину данных, которая соединяет несколько устройств.
Выход с открытым коллектором в микросхеме либо подключен к земле, либо открыт, а это означает, что для каждого выходного вывода устройства с выходами с открытым коллектором потребуются внешние подтягивающие резисторы. Обратитесь к техническому описанию конкретного устройства для получения подробной информации.
Микросхемы с драйверными выходами можно использовать для обеспечения достаточной мощности для управления большими нагрузками, включая (но не ограничиваясь) двигатели, мощные светодиоды и электронные лампы.
Многие цифровые схемы работают синхронно, то есть у них есть какой-то общий тактовый сигнал. Убедитесь, что все выбранные вами компоненты могут работать на той частоте, которую обеспечивают ваши генераторы тактовых сигналов. Вы также должны убедиться, что придерживаетесь временных ограничений производителя (например, задержка распространения логических вентилей или время установки работы микросхемы памяти). Чем выше частота, тем легче столкнуться с проблемами.
В некоторых областях, таких как автомобильная, медицинская и военная промышленность, существуют особые условия, в которых приходится работать микросхема. Если в вашем проекте также есть определенные правила, которые необходимо соблюдать, убедитесь, что все ваши компоненты оценены соответствующим образом. Например, некоторые модели микросхем могут работать только при температуре от 0° до 70°C, а другие работают при температуре от -55 до 125°C.
К счастью, многие стандартные функции уже реализованы в легкодоступных микросхемах, так что вам не придется изобретать велосипед. При выборе микросхем убедитесь, что все они могут работать при одинаковом напряжении. Другими важными факторами, которые следует учитывать, являются типы выходов микросхем и их абсолютные максимальные характеристики (скорость, температура, напряжение и т. д.). Вы можете убедиться в этих факторах, только внимательно прочитав необходимую документацию. Она может быть немного суховатой для чтения, но в долгосрочной перспективе это экономит время и деньги.
© digitrode.ru