Цифровая электроника для начинающих

Скачать DjVu (2,52 МБ)

Описание

В книге американского автора излагаются основные сведения о логических операциях и способах нх реализации на интегральных элементах, пользуясь которыми радиолюбители могут создавать различные цифровые электронные схемы, предназначенные для управления роботами, моделями кораблей и самолетов, а также цве-томузыкальными устройствами. Приведены практические рекомендации по изготовлению печатных плат и вспомогательных деталей на основе новых технологических приемов, достаточно просто осваиваемых радиолюбителями.

Для радиолюбителей и читателей, увлекающихся самодеятельным техническим творчеством.

Предисловие редактора перевода

За последние 30 лет произошло активное обновление технических средств цифровой электроники. Появилась интегральная схемотехника, созданы средние и большие интегральные схемы, В последнее время трудно найти какую-либо отрасль науки н техники, развитие которой не было бы связано с вопросами эффективного применения современных средств интегральной схемотехники. В связи с этим все большее число специалистов, не работающих непосредственно в области цифровой электроники, в своей научной деятельности связаны с эксплуатацией, проектированием, разработкой и производством различных логических цифровых устройств на интегральных схемах. Такое положение настоятельно требует появления литературы, позволяющей самостоятельно изучить основы цифровой электроники.

Предлагаемый перевод книги Г. Хокинса является по существу одной из первых и удачных попыток в этом направлении. В небольшом по объему издании автор сумел лаконично и весьма доступно изложить логические основы, сущность интегральной схемотехники и технологии печатного монтажа, а также функционального содержания широко используемых схем от венти-йя до счетчиков, регистров и сумматоров. Положительной особенностью книги является то, что значительная ее часть отражает практический материал. Во всех главах приведены упражнения и эксперименты с реальными интегральными схемами; обсуждаются полученные результаты. Заключительная глава содержит вопросы реализации трех проектов. Все эксперименты и проекты, а также методика их проведения ориентированы на использование доступных интегральных схем.

Книга несомненно будет полезна специалистам, связанным с разработкой и применением различных схем цифровой электроники во всех областях современной науки и техники, а также учащимся старших классов средней школы.

Г. Н. Соловьев

Введение

Для последних лет характерен бурный рост числа применений цифровой электронной техники во всех областях нашей жизни. Возможно, в скором времени промышленные роботы смогут управлять целыми заводами. Контроль операций обработки, поиска и хранения информации часто уже сейчас более эффективно осуществляется цифровыми устройствами, а не человеком. Цифровое управление постепенно входит в состав оборудования автомобилей и других видов транспорта. С появлением электронных калькуляторов логарифмическая линейка превратилась в музейную редкость. Мини-компьютеры разных типов стали применяться В обучении и в быту. Сегодня в тысячах квартир можно увидеть цифровые настольные и телевизионные игры, а многие бытовые приборы выпускаются программируемыми (некоторые даже с памятью). Почти каждая традиционная область электроники стала объектом для поиска возможности применения в ней цифровой техники.

В недалеком будущем, возможно, цифровые схемы получат такое же распространение, как электронные лампы тридцать лет назад. Для того чтобы использовать их с максимальной эффективностью, необходимо иметь представление о том, как они работают. По всей видимости, обучение цифровой технике будет для будущего поколения так же важно, как обучение арифметике для нынешнего, с той, однако, существенной разницей, что появляющуюся новую технику человеку придется изучать в течение всей трудовой деятельности.

Эта книга, представляющая введение в цифровую электронику, была задумана как начальный курс для неспециалистов, имеющих желание научиться основам цифровой техники. Для понимания материала книги не требуется знания цифровой или иной электроники, Практические навыки работы с аппаратурой, которые читатель получит после выполнения упражнений в гл. 5—10, пригодятся как любителю, так и специалисту в области техники. В этих упражнениях- сначала приводятся примеры конструирования реально функционирующих моделей цифровых устройств, описанных в книге, после чего показывается, как тестировать эти модели, определять их характеристики и доводить до работоспособного состояния. Все упражнения были разработаны с той целью, чтобы обеспечить практическую демонстрацию изучаемых принципов. Последний пример в гл. 10 иллюстрирует ряд принципов цифровой техники, применяемых при разработке больших систем.

При проверке и доработке упражнений были учтены замечания, высказанные студентами в ходе обсуждений. Однако перед тем, как приступить к выполнению упражнений, следует хорошо усвоить вводный материал предшествующих глав, содержащих краткое рассмотрение теоретических вопросов. Математический аппарат в книге был предельно упрощен и использовался только в тех случаях, когда необходимо было предоставить обоснование для выбора структуры электрической схемы.

Используемые в упражнениях интегральные схемы ТТЛ, резисторы и другие компоненты легко доступны, недороги и MOi ут быть приобретены по почте либо куплены почти во всех магазинах электронных товаров.

Ниже перечислены студенты <моего> класса цифровой электроники, помощь которых в проверке и переработке упражнений трудно переоценить. Без таких преданных делу студентов работа над этой книгой вряд ли могла быть завершена.

Фил Бикелхопт Роберт Сэлеми
Уэйн Дюпре Джо Стоун
Майкл Миллер Мэт Тейер
Барри О'Мелли Крис Вуд
Марк Пальмезано Эд Зак
Джон Робинсон Джо Зубер

Автор посвящает книгу своей жене Джерри и своим детям Баллу, Эду, Дону и Тому.