ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Отечественная промышленность выпускает обширную номенклатуру интегральных микросхем (ИС). Широкое применение для построения устройств автоматики и вычислительной техники находят цифровые ИС серии К155, которые изготовляются по стандартной технологии биполярных ИС транзистор-но-транввстарной логики (ТТЛ). Номенклатура ИС серии КШ5 составляет около 100 наименований.
Все ИС серии КД55 имеют напряжение питания 5 В±5%. Интегральные микросхемы выпускаются в пластмассовых корпусах трех типов, отличающихся количеством выводов (14, 16, 24) и размерами, и имеют диапазон рабочих температур от — 10 до +70° С. Часть микросхем выпускается также в керамических корпусах и имеет обозначение К.М155. Температурный диапазон микросхем в керамических корпусах — от — 45 до +85° С.
Интегральные микросхемы серии К155 имеют выходной уровень логического 0 не более 0,4 В (типовое значение 0,1 — 0,2 В), выходной.уровень логической 1 не менее 2,4 В (типовое значение 3,2 — 3,5 В), типовую нагрузочную способность — 10.
В табл. 1 приведены значения потребляемой мощности, предельной частоты тактовых импульсов, а также число выводов корпуса и разводка выводов питания рассматриваемых ниже микросхем.
При проектировании цифровых приборов следует иметь в виду, что фактическое быстродействие триггеров и счетчиков превышает указанное в табл. 1 в 1,5 — 2 раза, а потребляемая мощность в среднем в 1,5 — 2 раза меньше предельной, указанной в таблице.
При разработке принципиальных схем различных устройств всегда возникает вопрос: что делать с неиспользуемыми входами интегральных микросхем. Для ИС ТТЛ, к которым относятся ИС серии К155, возможно несколько вариантов. Во-первых, неиспользуемые входы микросхем можно никуда не подключать [Для ИС некоторых серий (К533, К555, К530, К531 и др.) оставлять входы неподключенными не допускается.], т. е. подпаивать к контактной площадке минимальных размеров, к которой (это важно) не подключены проводники.
При таком варианте несколько уменьшается быстродействие микросхем. Во-вторых, возможно подключение неиспользуемых входов к используемым входам того же элемента, но это несколько увеличивает нагрузку (в основном емкостную) на микросхему — источник сигнала, что также снижает быстродействие. Неиспользуемые входы J триггеров можно подключать к инверсным выходам тех же триггеров, а К — к прямым. Это очень удобно, так как указанные выводы триггеров обычно расположены рядом. Можно подключать неиспользуемые 1входы к выходу неиспользуемого элемента И — НЕ, входы которого при этом надо соединить с общим проводом. Наконец, можно объединять неиспользуемые входы ИС и подключать их к источнику питания +5 В через резистор 1 кОм (до 20 входов к одному резистору). Последние два способа не снижают быстродействия ИС.
Таблица 1
|
Обозначение, ИС |
Потребляемая мощность, мВт |
Предельная частота, МГц |
Число выводов корпуса |
Выводы питания |
|
|
+ 5 В |
Общ. |
||||
|
К155ТВ1 |
105 |
10 |
14 |
14 |
7 |
|
К155ТМ2 |
157,5 |
10 |
14 |
14 |
7 |
|
К155ТМ5 |
265 |
— |
14 |
4 |
11 |
|
К155ТМ7 |
265 |
— |
16 |
5 |
12 |
|
К155ИЕ1 |
150 |
10 |
14 |
14 |
7 |
|
К155ИЕ2 |
265 |
10 |
14 |
5 |
10 |
|
К155ИЕ4 |
255 |
10 |
14 |
5 |
10 |
|
К155ИЕ5 |
265 |
10 |
14 |
5 |
10 |
|
К155ИЕ6 |
510 |
15 |
16 |
16 |
8 |
|
К155ИЕ7 |
510 |
15 |
16 |
16 |
8 |
|
К155ИЕ8 |
600 |
15 |
16 |
16 |
8 |
|
К155ИР1 |
410 |
10 |
14 |
14 |
7 |
|
К155ИД1 |
132 |
— |
16 |
5 |
12 |
|
К155ИДЗ |
250 |
— |
24 |
24 |
12 |
|
К155ИД4 |
210 |
— |
16 |
16 |
8 |
|
К155КП1 |
360 |
— |
24 |
24 |
12 |
|
К155КП2 |
315 |
— |
16 |
16 |
8 |
|
К165КП5 |
230 |
— |
14 |
14 |
7 |
|
К155КП7 |
260 |
— |
16 |
16 |
8 |
|
К155ЛП5 |
262,5 |
— |
14 |
14 |
7 |
|
К155ИП2 |
294 |
— |
14 |
14 |
7 |
|
К155ИМ1 |
175 |
|
14 |
14 |
7 |
|
К155ИМ2 |
290 |
|
14 |
4 |
11 |
|
К155ИМЗ |
640 |
— |
16 |
5 |
12 |
Недопустимо подключать ко входу ИС проводник, который во время работы может оказаться неподключенным к выходу источника сигнала, например, при управлении от кнопки или переключателя. Такие проводники обязательно следует подключать к источнику +6 В через резистор 1 — .1(0 кОм.
На печатных платах с использованием ИС серии К155 необходима установка блокировочных конденсаторов между цепью +5 В и общим проводом. Их количество определяется одним-двумя конденсаторами емкостью 0,033 — 0,047 мкФ на каждые десять микросхем. Конденсаторы следует располагать на плате по возможности равномерно. Их следует также установить рядом со всеми ИС с мощным выходом (например, К155ЛА6) или с потребляемой мощностью более 0,5 Вт.
Цифровые ИС по своим функциям делятся на два широких класса — комбинационные и последовательностные. К первому классу относятся ИС, не имеющие внутренней памяти, состояние выходов этих ИС однозначно определяется уровнями входных сигналов в данный момент времени.
Ко второму классу относятся ИС, состояние выходов которых определяется не только уровнями входных сигналов в данный момент времени, но и состоянием ИС в предыдущий момент из-за наличия внутренней памяти.
К комбинационным ИС серии К155 относятся простые логические элементы И — НЕ, И — ИЛИ — НЕ, НЕ, ИЛИ — НЕ, И, ИЛИ, имеющие в своем обозначении буквы ЛА (К155ЛАЗ), ЛР (К155ЛР1), ЛН (К155ЛН1), ЛЕ (К155ЛЕ1), ЛИ (К155ЛИ1), ЛЛ (К155ЛЛ1), более сложные элементы — дешифраторы (К155ИД1, К155ИДЗ, КИ55ИД4), мультиплексеры (К155КП1, К155КП2, К155КП5, К.155КП7), сумматоры по модулю 2 (К155ЛП5, К155ИП2), полные сумматоры (КЛ55ИМ1, К155ИМ2, К155ИМЗ), а также некоторые другие.
К последовательностным ИС относятся триггеры (К155ТВ1, К155ТМ2, К155ТМ5, К155ТМ7), счетчики (К155ИЕ1 — К155ИЕ8), сдвигающие регистры (К155ИР1) и др.
Работа логических элементов достаточно проста — для элементов И выходной уровень логической 1 формируется при подаче на все входы элемента уровней логической 1, для элемента ИЛИ для формирования уровня логической 1 на выходе достаточно подачи хотя бы на один вход уровня логической 1.Элементы И — НЕ (основной элемент серии К155) и ИЛИ — НЕ дополнительно инвертируют выходной сигнал, элемент И — ИЛИ — НЕ состоит из нескольких элементов И, выходы которых подключены ко входам элемента ИЛИ — НЕ.
Изучение работы более сложных ИС серии К155 удобно начать с микросхем последовательностного типа.
