Nicron
#37
05 июня 1997 |
|
Железо - логические схемы.
╔══════════════════════════════════════════════════════════════╗ ║▒▒▒▒▒▒▒▒▒░ "Железная"... логика! ░▒▒▒▒▒▒▒║ ╚══════════════════════════════════════════════════════════════╝ (C) KLIM Важной особенностью цифровой техники является однотипность элементов и узлов, из которых собираются самые различные устройства современной радиоэлектроники, автоматики и вычислительной техники. Подобный принцип построения сложных устройств из ограниченного числа простых элементов широко используется в технике. В цифровой технике любую сложную схему переработки информации, предназначенную, например, для вычисления или автоматического управления, можно составить всего из трех основных логических элементов И, ИЛИ и НЕ и триггера. Более того, сам триггер состоит из логических элементов. Рассмотрим их назначение и работу. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ Логический элемент ИЛИ моделирует операцию логического сложения, или, как ее еще называют, операцию дизъюнкции. Алгебраически эта операция записывается следующим образом: A+B=C . Буквами A и B обозначены простые высказывания, или двоичные переменные, буквой C-сложное высказывание, или переключательная функция. Последнее название показывает, что функция зависит от переключений переменных A и B. Переменная C должна равняться 1, если A и B равны 1 по отдельности или одновременно. Зависимость между двоичными переменными A и B и переключательной функцией C может быть задана в виде таблицы истинности; в ней написаны условия истинности сложного высказывания в зависимости от истинности простых высказываний. A B C ----- 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 Электрическая цепь, реализующая эту функцию, должна иметь сигнал на выходе, если имеется сигнал хотя бы на одном из входов. На рисунках 1 и 2 показанны схемы логического элемента ИЛИ с применением кнопок (1) и диодный логический элемент ИЛИ (2). На рисунке 3 показано условное обозначение элемента ИЛИ. Логический элемент И выполняет операцию логического умножения, или конъюнкции. Алгебраически эта операция записывается следующим образом:C=A*B, при этом C=1 только в том случае, если A и B одновременно равны 1. Эти правила можно записать в виде следующей таблицы: A B C ----- 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Электрическая цепь, соответствующая логической операции И, должна иметь сигнал на выходе только в том случае, если имеются сигналы одновременно на всех входах. Проще всего эта логическая операция моделируется при последовательном соединении кнопок рисунок 4. Очевидно, что лампа C загорится только в том случае, если одновременно нажаты кнпки A и B. На рисунке 5 показан диодный логический элемент И. На рисунке 6 показано условное обозначение логического элемента И. Логический элемент НЕ выполняет операцию отрицания, или инверсии, алгебраически она записывается следующим образом: _ C=A, при этом на выходе будет сигнал 1, если на входе имеется сигнал 0 и, наоборот, выходной сигнал равен 0 при входном сигнале 1. Работа элемента НЕ записывается в виде следующей таблицы: A C --- 0 1 1 0 Электрическая цепь, моделирующая логическую операцию НЕ, и условное обозначение этого логического элемента показаны на рисунках 7, 8. В электрических цепях эта операция реализуется только с помощью активных элементов, усиливающих сигнал, например транзисторов. Работу трех основных логических элементов И, ИЛИ, и НЕ лучше всего понять, изготовив наглядные пособия. В следующем номере мы ознакомимся с триггером - основным элементом в цифровой технике. [ Продолжение следует ].
Другие статьи номера:
Похожие статьи:
В этот день... 14 декабря