Передмова наукового редактора серії підручників та навчальних посібників «КОМП'ЮТИНҐ»...................8

ПЕРЕДМОВА..............16

ЧАСТИНА 1. ОСНОВИ СХЕМОТЕХНІКИ ........19

РОЗДІЛ І. АРИФМЕТИЧНІ ОСНОВИ КОМП’ЮТЕРНОЇ СХЕМОТЕХНІКИ..............19

ТЕМА 1. ПЕРЕВІД ЦІЛИХ ТА ДРОБОВИХ ЧИСЕЛ ІЗ ОДИНІЄЇ СИСТЕМИ ЧИСЛЕННЯ В ІНШУ.......19

1.1. Системи числення...........19

1.2. Перевід цілого числа із однієї системи числення в іншу......20

1.3. Перевід числа із системи числення з основою q в десяткову систему....22

1.4. Перевід дробових чисел із однієї системи числення в іншу ...22

1.5. Перевід чисел між системами числення 2/8/16....24

Контрольні запитання та завдання.....26

ТЕМА 2. АРИФМЕТИЧНІ ДІЇ В РІЗНИХ СИСТЕМАХ ЧИСЛЕННЯ....28

2.1. Додавання чисел у різних системах числення.....28

2.2. Віднімання чисел в різних системах числення.... 32

2.3. Множення чисел в різних системах числення.....32

Контрольні запитання та завдання....35

ТЕМА 3. ОСНОВИ МАШИННОЇ АРИФМЕТИКИ З ДВІЙКОВИМИ ЧИСЛАМИ......37

3.1. Прямий, обернений та додатковий коди числа.......37

3.2. Особливості додавання чисел в оберненому та додатковому кодах......39

3.3. Форми подання чисел в комп'ютері.....40

3.4. Арифметичні дії над числами з плаваючою крапкою.......42

Контрольні запитання та завдання.....44

РОЗДІЛ ІІ. ЛОГІЧНІ ОСНОВИ КОМП'ЮТЕРНОЇ СХЕМОТЕХНІКИ....48

ТЕМА 4. ВИВЧЕННЯ ЛОГІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ .......48

4.1. Логічні елементи......48

4.2. Досконала диз'юктивна нормальна форма та досконала кон'юктивна нормальна форма....50

4.3. Карти Карно.....52

4.4. Теореми де Моргана.....53

4.5. Логічні елементи І, Чи, Не, реалізовані в базисі І-Не....54

4.6. Логічні елементи І, Чи, Не, реалізовані в базисі Чи-Не....54

Контрольні запитання та завдання....55

РОЗДІЛ ІІІ. КОМБІНАЦІЙНІ ФУНКЦІОНАЛЬНІ ВУЗЛИ КОМП'ЮТЕРНОЇ СХЕМОТЕХНІКИ....56

ТЕМА 5. ДЕШИФРАТОРИ ТА ШИФРАТОРИ ........56

5.1. Визначення та класифікація дешифраторів....56

5.2. Лінійні дешифратори з прямими виходами.....57

5.3. Лінійні дешифратори з інверсними виходами.....61

5.4. Пірамідальні дешифратори.....65

5.5. Матричні дешифратори.....65

5.6. Будова і принцип роботи шифраторів....71

5.7. Пріоритетні шифратори.....74

Контрольні запитання та завдання......76

ТЕМА 6. бУДОВА І ПРИНЦИП РОБОТИ МУЛЬТИПЛЕКСОРІВ ТА ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОРІВ....77

6.1. Мультиплексор 2/1......77

6.2. Мультиплексор 4/1......78

6.3. Мультиплексор 8/1.......79

6.4. Мультиплексор 16/1......80

6.5. Каскадування мультиплексорів....82

6.6. Демультиплексор 1/2.....85

6.7. Демультиплексор 1/4......85

6.8. Демультиплексор 1/8....86

6.9. Демультиплексор 1/16....87

6.10. Каскадування демультиплексорів.....88

Контрольні запитання та завдання...91

ТЕМА 7. ВИВЧЕННЯ БУДОВИ І ПРИНЦИПУ РОБОТИ КОМПАРАТОРІВ, СУМАТОРІВ, ВІДНІМАЮЧИХ ПРИСТРОЇВ...93

7.1. Будова і принцип роботи компаратора....93

7.2. Напівсуматор......94

7.3. Повний суматор....96

7.4. Напіввіднімаючий пристрій....98

7.5. Повний віднімаючий пристрій.... 99

7.6. Проектування трирозрядного паралельного суматора....100

7.7. Проектування трирозрядного віднімаючого пристрою.... 101

7.8. Використання суматорів для віднімання .....101

7.9. Трирозрядні суматори-віднімаючі пристрої....103

Контрольні запитання та завдання...105

РОЗДІЛ ПІДСИЛЮВАЧІ

ТЕМА 8. ПРИНЦИП РОБОТИ ТА ПАРАМЕТРИ ПІДСИЛЮВАЧІВ. ЕЛЕКТРИЧНІ ФІЛЬТРИ....106

8.1. Класифікація підсилювачів....106

8.2. Основні технічні показники підсилювачів...110

8.3. Коефіцієнти підсилення...108

8.4. Основні параметри підсилювачів....110

8.5. Електричні фільтри....118

8.6. Характеристики фільтрів....118

Контрольні запитання та завдання.....119

ТЕМА 9. ОПЕРАЦІЙНІ ПІДСИЛЮВАЧІ. ЕЛЕМЕНТИ НА ОСНОВІ ОПЕРАЦІЙНИХ ПІДСИЛЮВАЧІВ.....121

9.1. Операційні підсилювачі.......121

9.2. Оберений зв'язок в операційних підсилювачах....122

9.3. Інвертуючий підсилювач......124

9.4. Неінвертуючий підсилювач....125

9.5. Інтегруючий підсилювач (інтегратор).......126

9.6. Диференційний підсилювач (диференціатор)......128
Контрольні запитання та завдання...129

РОЗДІЛ V. ПОСЛІДОВНОСТІ ВУЗЛИ КОМП'ЮТЕРНОЇ СХЕМОТЕХНІКИ.......131

ТЕМА 10. ТРИГЕРИ. БУДОВА І ПРИНЦИП РОБОТИ АСИХРОННИХ ТА СИНХРОННИХ RS-ТРИГЕРІВ.....131

10.1. Визначення та класифікація тригерів.....131

10.2. Будова і принцип роботи асинхронного RS- тригера....134

10.2.1. Асинхронний RS-тригер з прямим управлінням.....134

10.2.2. Асинхронний RS-тригер з інверсним управлінням....136

10.3. Зміна характеру управління асинхронного RS-тригера на протилежний....138

10.4. Будова і принцип роботи синхронного RS-тригера....141

Контрольні запитання та завдання....144

ТЕМА 11. БУДОВА І ПРИНЦИП РОБОТИ ДВОСТУПЕНЕВИХ RS-ТРИГЕРІВ, D-, JK ТА Т-ТРИГЕРІВ...146

11.1. Двохступеневі синхронні RS-тригери....146

11.2. Будова і принцип роботи D-тригера....152

11.3. Будова і принцип роботи JK-тригера....157

11.4. Будова і принцип роботи Т-тригера.....157

Контрольні запитання та завдання.....159

ТЕМА 12. БУДОВА І ПРИНЦИП РОБОТИ ЛІЧИЛЬНИКІВ.....160

12.1. Визначення, класифікація лічильників....160

12.2. Лічильники зі скрізним перенесенням......161

12.3. Асинхронні лічильники за модулем 10......164

12.4. Будова і принцип роботи синхронних лічильників.....165

12.5. Будова і принцип роботи віднімаючих лічильників.....167

12.6. Лічильники, які самі зупиняються......168

12.7. Лічильники-дільники частоти....169

12.8. Інтегральні схеми лічильників......171

Контрольні запитання та завдання....175

ТЕМА 13. БУДОВА І ПРИНЦИП РОБОТИ РЕГІСТРІВ.....177

13.1. Визначення, класифікація, застосування регістрів....177

13.2. Послідовні регістри (регістри зсуву).....178

13.3. Паралельні регістри зсуву.....183

13.4. Паралельні регістри збереження....185

13.5. Збільшення розрядності регістрів шляхом каскадування мікросхем....191

Контрольні запитання та завдання....193

ТЕМА 14. ЦИФРОВО-АНАЛОГОВІ ТА АНАЛОГОВО-ЦИФРОВІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ......194

14.1. Принципи побудови та робота цифрово-аналогових перетворювачів.....194

14.1.1.цифрово-аналогові перетворювачі з вагомими резисторами....194

14.2. Будова і принцип роботи аналогово-цифрових перетворювачів.....198

Контрольні запитання та завдання .....203

ЧАСТИНА ІІ. ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ.....204

Лабораторна робота 1. Дослідження логічних елементів....204

Лабораторна робота 2. Мінімізація логічних функцій з допомогою карт Карно. Приведення логічних функцій до одного базису....218

Лабораторна робота 3. Дослідження логічних схем з допомогою віртуального логічного конвертора....223

Лабораторна робота 4. Проектування дешифраторів.....230

Лабораторна робота 5. Проектування мультиплексорів та демультиплексорів....236

Лабораторна робота 6. Дослідження компараторів, суматорів, віднімаючих пристроїв....248

Лабораторна робота 7. Вивчення характеристик операційного підсилювача.....258

Лабораторна робота 8. Дослідження інтеграторів та диференціаторів на основі операційних підсилювачів.....264

Лабораторна робота 9. Дослідження тригерів....270

Лабораторна робота 10. Проектування двійкових лічильників імпульсів.....276

Лабораторна робота 11. Проектування регістрів зсуву...288

Лабораторна робота 12. Вивчення принципу роботи цифрово-аналогових перетворювачів....301

ПРЕДМЕТНИЙ ПОКАЖЧИК....309

ЛІТЕРАТУРА.........311

У навчальному посібнику розглянуто базові питання роботи основних пристроїв цифрової та аналогової техніки: найпростіші і складні логічні елементи, шифратори і дешифратори, мультиплексори і демультиплексори, суматори, тригери, лічильники імпульсів, регістри, операційні підсилювачі, компаратори, інтегратори, диференціатори, інвертуючі підсилювачі та інші пристрої. Наведено основи проектування цифрових пристроїв. Посібник може бути використаний для вивчення комп'ютерної схемотехніки, контролю знань, викладання лабораторних практикумів, курсового та дипломного проектування. Детально розглянуто можливості програми Electronics Workbench та включено завдання для комп'ютерного моделювання. Для студентів вищих навчальних закладів за спеціальностями "Комп'ютерні науки" та "Інформаційні системи та технології". Посібник буде корисним бажаючим самостійно оволодіти основами комп'ютерної схемотехніки.