3. ПРАВИЛА ВИКОНАННЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ СХЕМ ЦИФРОВОЇ ТЕХНІКИ

Електрична схема – це конструкторський документ, в якому умовними графічними позначеннями (УГП) показано складові частини виробу і зв'язки між ними. Їх виконують у відповідності до державних стандартів (додаток Г).

Виконуючи схеми, використовують такі терміни:

• елемент схеми – складова неподільна частина виробу (резистор, діод, логічний елемент та ін.);
• пристрій – сукупність елементів єдиної конструкції;
• функціональна частина – елемент, їх група або пристрій з визначеною функцією у виробі;
• лінія електричного зв'язку – вказує на схемі шлях проходження сигналу або струму.

Розрізняють десять видів схем, які позначають буквами: електрична – Е, гідравлічна – Г, оптична – Л та ін.

Установлено вісім типів схем у кожному виді, позначених циф­рами: структурна – 1, функціональна – 2, принципіальна (пов­на) – 3, з'єднань (монтажні) – 4, підключення – 5, загальна – 6, розміщення – 7, об'єднана – 0. Найменування і код схеми визначається її видом і типом. Наприклад: Е1 – схема електрична структурна.

Електричні зв'язки виводів елементів показують вхідними та вихідними лініями. Початок вхідних ліній зображують зліва. Вихідні лінії закінчуються на правій стороні. Лініям зв'язку присвоюються буквено-цифрові позначення. Допускається внутрішні лінії зв'язку переривати в середині листа. На перерваній лінії після найменування через дробову риску записують кількість розгалужень (рис. 3. 1, а ). На вихідних лініях, продовжених на інших листах схеми, після найменування в круглих дужках вказують номер другого листа (рис. 3.1, б ).

Рис. 3.1. Зображення ліній зв'язку: а – переривання в середині листа; б – перехід на інший лист

Дозволяється показувати стрілками потоки інформації на структурних та функціональних схемах.

На одній схемі рекомендується використовувати не більше трьох типорозмірів ліній по товщині: тонку в , потовщену 2 в і товсту 3 в... 4 в , де в = 0,3 ... 0,4 мм є оптимальним значенням.

Рекомендується використовувати умовне графічне злиття окремих ліній в одну групову за правилами:

• кожна лінія в точці злиття помічають порядковим номером;
• злиття показують під прямим кутом або з нахилом 45^o (рис. 3.2, б). Товщину групових ліній можна зображати як тонкими, так і потовщеними лініями.

Рис.3.2. Злиття ліній зв'язку в групову: а – під прямим кутом; б – під нахилом 45^o

Для побудови схеми рекомендується:

• елементи з одним функціональним призначенням групувати і розміщувати відповідно до розвитку процесу зліва направо;
• досягати електричної і найбільш простої конфігурації УГП та ланцюгів з малою кількістю переломів та перетинань ліній зв'язку;
• додаткові ланцюги, наприклад живлення, виносити з основного рисунка схеми;
• контур УГП і ліній зв'язку виконувати лініями однієї товщини, зазвичай тонкими. Допускається контур УГП зображати потовщеними лініями.

Структурні схеми визначають основні функціональні частини виробу і взаємозв'язки між ними. Їх розроблюють на початковій стадії проектування і використовують для загального ознайомлення з виробом.

Функціональні частини структурної схеми загалом зображають прямокутниками довільного розміру. Допускається функціональні частини зображати у вигляді УГП, як показано на рис. 3.3. У середині УГП вказують найменування кожної функціональної частини.

Рис. 3.3. Структурна схема комп'ютера: MPU – мікропроцесор; RAM – оперативна пам'ять; НМД – накопичувач на магнітних дисках; PRIN – принтер; DISP – дисплей.

Розмір УГП на структурних схемах по висоті Н вибирають із ряду 10; 15 мм і далі через 5 мм , розмір ширини L = 1,5 Н .

Функціональна схема показує складові частини і процеси, які відбуваються в пристроях комп'ютера. Функціональні частини загалом зображають прямокутниками довільного розміру. Допускається функціональні частини показувати у вигляді УГП (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Умовні графічні позначення на функціональних схемах: а – комбінаційна схема; б – дешифратор; в – суматор; г – регістр зсуву; д – елемент пам'яті.

Розміри допустимих УГП на функціональних схемах: висота Н = 10;15 ... мм , висота L = 1,5 Н .

В УГП допускається вказувати розрядність функціональної частини (рис. 3.5, а ), а також суміщувати їх, якщо виходи однієї час­тини повністю відповідають входам другої (рис. 3.5, б ). Умовні графічні позначення на функ­ціональних схемах можна повертати на 90 ° .

Рис. 3.5. Можливі зображення УГП на функціональних схемах: а – позначення розрядності; б – суміщення виходів суматора зі входами регістра

Лінії зв'язку поділяють на інформаційні та керуючі. Інформаційні лінії підводять до більшої сторони УГП, а відводять від протилежної. Керуючі лінії підводять до меншої сторони УГП.

Якщо входи і виходи належать до окремих полів УГП, то ці поля показують горизонтальними лініями з обмежувачами над і (чи) під УГП. На горизонтальних полях допускається вказувати розрядність виділених полів (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Визначення розрядності полів: а – окремими горизонтальними лініями; б – суцільними горизонтальними лініями

Зображення УГП за наявності багатьох керуючих ліній показано на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Зображення керуючих ліній: а – з продовженням сторін УГП; б – з використанням покажчиків полів.

Принципіальна схема визначає повний склад функціональних частин виробу. На принципіальних схемах форма УГП двійкових елементів встановлюється ГОСТ 2.743–91.

---

3.1. ПРАВИЛА ПОБУДОВИ УМОВНИХ ГРАФІЧНИХ ПОЗНАЧЕНЬ ЦИФРОВИХ ЕЛЕМЕНТІВ

Умовні графічні позначення цифрових елементів мають форму прямокутника з основним полем і, за потреби, одним чи двома додатковими (рис. 3.8). Додаткові поля можна розбивати на зони та відділяти від основного поля вертикальною лінією.

Рис.3.8. Форма УГП цифрового елемента: а – основне поле; б – основне поле з лівим додатковим;в – основне поле з правим додатковим; г – основне поле з лівим і правим додатковими полями з розділенням на зони; д – основне поле без розділення додаткових полів вертикальними лініями

У першому рядку основного поля записують позначення фун­­к­ції елемента, в другому – його тип або шифр, в наступних рядках – адресну інформацію (рис. 3.9).

Рис. 3.9. Позначення в полях УГП: 1 – функція елемента; 2 – тип елемента; 3 – лінії виводів; 4 – мітки; 5 – покажчики

У додаткових полях записують мітки – інформацію про призначення виводів та покажчики (індикатори) способу прийняття і видачі інформації.

Входи елемента зображують з лівої сторони УГП, виходи – з правої. Двонаправлені і нелогічні виводи можна зображати з обох сторін. Проставляти на лініях виводів стрілки напрямку інформації забороняється. Допускається орієнтація УГП із входами зверху, а виходами знизу (рис. 3.10, а ) та їх зображення сумісним або рознесеним способом (рис. 3.10, б ). Лінію зв'язку дозволяється проводити між лініями контурів сумісних УГП (рис. 3.10, в ).

Рис. 3.10. Варіанти УГП: а – еквівалент із входами зверху, виходами знизу; б – сумісне і роздільне зображення; в – проведення ліній зв'язку між контурами

Розмір УГП по висоті визначається кількістю виводів, кількістю рядків інформації в основному та додаткових полях, розміром шрифта і має бути кратним величині С /2, де С – не менше 5 мм . Відстань між лініями виводів – не менше і кратна величині С .

Розмір УГП по ширині визначається наявністю додаткових полів, кількістю знаків у рядках основного та додаткових полів, розміром шрифта. Ширина додаткового поля – не менше 5 мм .

Функції та мітки позначають великими буквами латинського алфавіту, цифрами і спеціальними знаками, записаними без проміжків. Позначення ряду функцій елементів наведені в додатку К.

Перед позначенням функцій елемента зі всіма нелогічними виводами записують знак « x ». Допускається комбіноване позначення складної функції, наприклад, чотирирозрядний лічильник з дешифратором на виході СТ 4 DC .

Логічні виводи ділять на статичні і динамічні, а також на прямі та інверсні.

На прямому статичному виводі змінна сприймається як логіч­на одиниця (лог.1) за одиничного значення сигналу, а на інверсному статичному виводі – за нульового (рис. 3.11, а , б ). На прямому динамічному виводі змінна набуває значення лог.1 по фронту сигналу, а на інверсному – по спаду (рис. 3.11, в , г ). Нелогічний вивід елемента позначають знаком « x » (рис. 3.11, д ).

Рис. 3.11. Покажчики: а , б – прямі та інверсні статичні виводи; в , г – прямі та інверсні динамічні виводи; д – нелогічні виводи

Позначення основних міток виводів елементів наведено в додатку Л.

Складну мітку виводів можна записувати комбіновано, наприклад, адреса зчитування R D A . Якщо вивід по черзі може виконувати дві функції, то їх вказують через навкісну риску:

• – введення-виведення;
• – записування-зчитування;
• – керування-дані.

Перша функція реалізується при лог.1, друга – при логічному нулю (лог.0).

Виводи напруги живлення записують на нелогічних виводах зліва чи справа УГП.

Нумерацію виводів елементів наводять над їх лінією зліва для входів і справа для виходів.

Умовне графічне позначення елемента виконують без додаткових полів, якщо виводи логічно рівноцінні, наприклад, F=Х ₁ Х ₂ Х ₃ =Х ₁ Х ₃ Х ₂ . При цьому відстані між виводами мають бути однаковими, а мітку вказують над верхньою лінією (рис. 3.12, а ). В той же час функція F=Х ₁ Х ₂ V Х ₃ Х ₄ /= Х ₁ Х ₃ V Х ₂ Х ₄ і в даному елементі входи логічно нерівнозначні (рис. 3.12, б ).

Рис. 3.12. Групи входів: а – логічно рівнозначні; б – логічно нерівнозначні

Якщо позначення декількох виводів має спільну букву, то її записують над групою виводів (рис. 3.13, а ). Номери розрядів в групах виводів позначають числами натурального ряду, починаючи з нуля.

Рис. 3.13. Позначення груп виводів: а – з груповою міткою, б – нумерація виводів

Номери в групі двійкових розрядів можна записувати ваговими коефіцієнтами як D ₁, D ₂, D ₄, D ₈ ... або 1, 2, 4, 8 .... За наявності груп виводів до номера розряду зліва дописують номер групи.

Умовні графічні позначення групи однотипних елементів, зображених суміщено, які мають однакову інформацію, можуть мати спільний графічний блок керування (рис. 3.14).

Рис. 3.14. Зображення групи елементів із спільним блоком керування

У групі суміщених елементів з однаковою інформацією в основному полі останню розміщують тільки у верхньому УГП (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Скорочений запис функції для групи суміщених елементів: а – одна функція; б – дві функції

У схемах з однотипними суміщеними елементами допускається пакетне зображення. При цьому в основному полі пакета в кутових дужках записують кількість елементів, а зліва і справа – номери контактів виводів (рис. 3.16).

Рис. 3.16. Пакетне зображення групи однотипних суміщених елементів

На рис. 3.17 показано можливе спрощення УГП мікросхеми пам'яті.

а	б

Рис. 3.17. П означення мікросхем постійної пам'яті : а – повне; б – спрощене

У разі значного графічного насичення листів схем УГП і лініями зв'язку допускається ділити поле листа на стовпчики, ряди, зони. Стовпчики позначають по верхньому краю (по горизонталі) зліва направо послідовними порядковими номерами, наприклад, 00, 01 , ..., 10 і т. д. (рис. 3.18). Ширина стовпчиків має дорівнювати ширині міні­мального основного поля УГП елемента (зазвичай – 15 мм ).

Рис. 3.18. Приклад побудови принципіальної схеми в зонному форматі

Ряди позначають по вертикалі по лівому краю листа зверху вниз прописними буквами латинського алфавіту. Висота ряду має дорівнювати мінімальній висоті УГП елемента (зазвичай – 20 мм ). Позначення зони складається із позначень ряду (букви А , В , С і т. д.) і стовпчика (цифри), наприклад, В 01, К 12 і т. д.

Лист дозволяється ділити без зображення на полі листа сітки з ліній розмітки стовпчиків і рядків.