2.1 Põhimääratlused

Ainult loogikale ehitatud elektroonikalülitusi nimetatakse kombineeritud. Väljund või väljundid sõltuvad ainult sisendmuutujate kombinatsioonist.

Erinevalt samadest vooluringidest, mis sisaldavad mäluelemente (näiteks flip-flops), mida nimetatakse järjestikusteks. Järjestus, kuna väljund (väljundid) ei sõltu mitte ainult muutujate kombinatsioonist, vaid ka mäluelementide olekust (nendele kirjutamise järjestusest).

Loogilisi elemente on kolme peamist tüüpi: 1 Tehke liitmise (liitja) toiming. Disjunktsioon.

2 Tehke korrutamisoperatsioon. Konjunktsioon.

F = x1 x 2 ... x n

3 Tehke eitus.

F=x

Loogilisi elemente, mis neid toiminguid rakendavad, nimetatakse kõige lihtsamateks ja neid, mis sisaldavad mitut lihtsat, nimetatakse kombineerituks.

Enamik liitmise, korrutamise loogilisi elemente sooritatakse eitusega. Nende tüüpiline omadus staatilises režiimis on joonisel 2.1 näidatud kujul.

U tuba+ U tuba−

Joonis 2.1 – Eitusega loogiliste elementide staatiline karakteristik

U pom + - interferents, mis toob loogilise elemendi stabiilsest olekust välja

M aktiivse ala algusesse punkti A (vt joonis 2.1).

U pom - - interferents, mis viib välja püsiolekust N punkti B aktiivse ala jalamil.

U - aktiivne piirkond, selle ala tööpunkt liigub järsult,

ja enamikul loogilistel elementidel on tööpunkti sellesse piirkonda jäämiseks ajapiirang. Sees, punktide A ja B vahel, saate määrata tööpunkti ainult raadioamatööridele.

Sõltuvalt digitaalsetest väärtustest U pom + , U pom – on kolme tüüpi loogikalülitusi:

- madal müratase (0,3÷0,4 volti murdosa);

- keskmine mürakindlus (0,4÷1 V);

- kõrge mürakindlus (üle 1 V).

To kõrge mürakindlusega ahelad hõlmavad dioodloogikalülitusi (kuni mitu kV); molbert loogika (10÷15 V); komplementaarne loogika CMOS (6÷8 V).

Kiirust on nelja tüüpi:

- viiteaeg alla 5 ns - ülikiire;

- 5÷10 ns – kiire loogika;

- 10÷50 ns - madal kiirus;

- üle 50 ns - aeglased loogikaahelad.

Oluline parameeter on energiatarve.

1 Eraldage mikrovõimsuse loogikaahelad ühest kuni kümnete mikrovattideni juhtumi kohta. Tavaliselt see CMOS-loogika (vt CMOS-lülitid) või sissepritsetoitega loogika.

2 Loogika keskmise energiatarbimisega ühest kuni kümnete mW paketi kohta. Tavaliselt see TTL loogika.

3 Suure voolutarbimisega loogika (sadu mW paketi kohta).

Varem oli trend: mida suurem on tarbimine, seda suurem on kiirus, sest erinevat tüüpi transistoride elemendid lülituvad kõige kiiremini aktiivses piirkonnas (selles piirkonnas on suurim tarbimine).

Eraldada

– dioodi loogikaahelad (kõige lihtsamad);

– transistor-transistor(TTL-loogika);

– emitter-sidestatud loogika (ESL) on omamoodi TTL, erinevus on emitteri ühendustes, režiimis ja negatiivses võimsuses, seetõttu nimetatakse loogikat ka negatiivseks, vastupidiselt positiivsele TTL-loogikale (+2 ... 5V). Nende ühendamiseks, koordineerimiseks kasutatakse PU sobitusahelaid (nivoomuundurid K500, PU124, PU125, K176 PU1, PU10).

– sissepritsega loogika JA 2 L - omamoodi TTL-loogika (I2 - sissepritsevõimsusega integraal).

- CMOS-loogika on omamoodi TTL, kuid erinevat tüüpi juhtivusega UT-del.

– OPTL - (optronid, transistorloogika) tagab galvaanilise isolatsiooni.

– PTSH loogika kasutades Schottky väljatransistore.

– loogikamaatriksid.

Temperatuurireservi järgi eristavad nad

– mitmeotstarbelised temperatuurivahemikuga mikroskeemid-10°С…+70°С

– mikroskeemid erirakenduste jaoks-60°С… +125°С

Neid eristab ka sisendite arv ja kandevõime

– väikese arvu sisenditega m kuni kümme

– suure hulga sisenditega - üle kümne

– väikese kandevõimega n võrdub ühega.

Kandevõime all mõeldakse sama tüüpi loogikalülituste arvu, mida saab ühendada täpselt sama loogikaahela väljundiga. Passiivsetel loogikaahelatel on madal kandevõime.

– keskmise kandevõimega n kuni kümme

– suure kandevõimega n>10

2.2 Dioodi loogikaahelad

Need on kõige lihtsamad ahelad, millel on kõrgeim mürakindlus. Keskmine sisendite arv ulatub kümneni. Koormus on tavaliselt üks element. See tähendab, et koormus on täpselt sama LE. Väike kandevõime, kuna need ahelad on passiivsed, puuduvad võimsusvõimendid. Sagedusvahemik ei ole kõrge (kuni 1 MHz), kuna kombineeritud paralleeldioodi sisendid on samaväärsed laadivate ja tühjenevate paralleelsete kondensaatorite kombineerimisega. See võtab aega ja aeglustab.

Joonisel 2.2 on kujutatud dioodi ja loogika liitmisahel.

Joonis 2.2 - Dioodloogika liitmise skeem

Võimalikud on kaks olekut:

1 Sisendid on maandusega ühendatud samade loogikaahelate avatud väljundite kaudu. Mõnikord peetakse seda olekut võrdväärseks kõigi sisendite ühendamisega maandusega juhtmete kaudu.

2 Dioodide avamiseks on vaja rakendada pinget, mille tase on mitu korda suurem kui dioodide surnud tsoon.

5 V on minimaalne standardpinge, kuid kõrgepinge dioodide korral võib see olla nii 500 V kui ka 5 kV. Sellisel juhul võib kandevõime olla ka suurem kui üks, kuid ahelate tarbimine muutub suureks.

Skeem töötab järgmiselt. Nõustume, et X1-sisendile rakendatakse kõrget pingetaset, mida nimetatakse ühtseks. See tase peab tulema täpselt sama loogikaahela väljundist või mõnel muul samu tingimusi simuleerival viisil. Aga kuna seade siseneb ainult sisendisse X1, siis ülejäänud sisendid X2 ... Xn peavad olema nullid. Need peavad olema organiseeritud ka samade loogikaahelate väljundite järgi. Lihtsamal juhul võivad need olla juhid (jumperid), mis ühendavad X2 ... Xn sisendeid maandusega. Seetõttu on diood VD1 avatud, kõrge tase X1 läheb VD1 kaudu väljundisse, mis tõstab esile ka selle kõrge taseme, millest lahutatakse dioodi pingelangus. Need. väljund on juba väiksem kõrge tase, kuid seda nimetatakse ühtsuseks. Dioodid VD2 ... VDn suletakse sel ajal, kuna sisendid X2 ... Xn on madalal tasemel, nende tõkkemahtuvus on ühendatud paralleelselt, koguvad laengut.

Kui nüüd sisendile X2 rakendada kõrget taset, siis avaneb VD2, aga väljundi F olek peaaegu ei muutu, s.t. jääb kõrge tase – üks. Sama juhtub siis, kui ühikut rakendatakse kõikidele sisenditele korraga. Seega on loogiline liitmise operatsioon täidetud.

Duaalsuse põhimõte seisneb siin selles, et kui madalaid tasemeid sisendites ja väljundis nimetatakse ühikuteks, siis see liitmisloogika teostab korrutamise loogilist operatsiooni (vt joonis 2.2).

LOOGIKA

LOOGIKA

Phys. seadmed, mis rakendavad matemaatika funktsioone. loogika. L. s. jagatud 2 klassi: kombineeritud ahelad (L. s. ilma mäluta) ja järjestikused ahelad (L. s. mäluga). L. s. on mis tahes diskreetset teavet töötlevate süsteemide (erinevatel eesmärkidel ja füüsilise olemusega) aluseks. L. s. saab esitada mitmikpoolusena (joon. 1), mis võtab vastu P sisendsignaalid ja millest eemaldatakse t väljundsignaalid. Samas sõltumatute (loogiliste) muutujatena X 1 ,......, X n, ja funktsioonid Y 1 ,..., Y n, nimetatud ka loogiline, võib võtta k.-l. väärtused ainult samast lõplikust väärtuste hulgast.

Naib. levinud nn. binaarne L. s., mille kõik signaalid on piiratud kahe väärtusega, mis on tähistatud sümbolitega 1 ja 0 ning tingimusel: a=1 kui ja a=0 if Arvude esitamiseks kahendmuutujate 0 ja 1 abil nn. positsiooniline kahendkood, milles kahendarvu numbrid on paigutatud arvu 2 astmetesse:

Näiteks binaararv 1101 2 \u003d 1 * 8 + 1 * 4 + 0 * 2 + 1 * 1 \u003d 13. Seega, kui kirjeldada L. s. tuleb eristada, kas antud toimib arvuna või loogilisena. muutuv.

L. s. töö kirjeldamiseks. kasutage tabelit või analüütilist vormingut. viise. Esimesel juhul ehitavad nad nö. tõetabel, milles on toodud kõik võimalikud sisendsignaalide (argumentide) kombinatsioonid ja väljundsignaalide vastavad väärtused (loogilised funktsioonid). Binaarloogikas on arv erinev. kombinatsioonid P argumendid on 2 n ja loogiliste funktsioonide arv Loogika. ühe ja kahe sõltumatu argumendi funktsioonid, nn. elementaarne loogika. f-tion, on toodud tabelis. üks.

Kõigi funktsioonide jaoks on toodud tõesuse tabelid (veerg 2). Kui analüütiline töö kirjeldus L. s. kasutage spetsiaalset. sümbolid, mis tähistavad teatud loogilisi. toimingud (veerg 1). Seega tähendab riba muutuja kohal loogilist. NOT operatsioon (loogiline eitus või inversioon), sümbol - loogiline. VÕI tehte (loogiline liitmine või disjunktsioon), korrutamise sümbol (punkt) - loogiline. tehte JA (loogiline korrutamine või side). Sageli nimetatakse kolme loetletud funktsiooni. peamised, kuna need koos moodustavad funktsionaalselt tervikliku süsteemi, mille abil saate väljendada mis tahes muud loogilist. f-tion, nagu on näidatud tabeli 3. veerus. Üldiselt on paljudel funktsionaalne täielikkus. funktsioonide süsteemid, eelkõige iga funktsiooni AND-NOT või OR-NOT.

Tabelis. 1 näitab kõiki ühe ja kahe argumendi funktsioone; mõnda neist funktsioonidest saab laiendada juhtudele, kus muutujate arv on suurem kui kaks. Näiteks võrdsused

Mõttemäng . L. s., sooritades üht elementaarset loogilist. operatsioonid, nn loogiline element (LE). LE-l on üks või mitu. sisendid, millele signaalid X i, ja üks väljapääs. Sel juhul ei tohiks elemendi väljundsignaal Y avaldada sisendsignaalile vastupidist mõju (LE ühesuunalisus). LE on kujutatud ristkülikuna, mille ülemises osas on näidatud operatsiooni sümbol. Sisendid on näidatud ristküliku vasakul küljel, väljundid paremal. Inversioonioperatsioon on vastava väljundi juures tähistatud ringiga (joonis 2). L. s. mis tahes keerukusega saab ehitada mis tahes funktsionaalselt täielikust LE-de komplektist, ühendades mõne elemendi väljundid teiste sisenditega. Näiteks loogilise rakendamiseks. operatsioonid

Summeerimine moodul kaks(Tabeli 1 rida Y 6) saate kokku panna 5 elemendist koosneva ahela, mis sooritavad toiminguid EI, VÕI ja JA (joonis 3). LE-le kehtivad nõuded, mis sageli näiteks välistavad üksteist. suur kiirus ja madal energiatarve, kõrge töökindlus ja madal hind, toodangu väiksus ja kõrge valmistatavus. Kõigist võimalikest LE sortidest (elektromehaaniline, pneumaatiline, elektrooniline, optiline jne) rahuldavad kõigi nõuete kogu kõige paremini pooljuhtelemendid, nn. loogiline (digitaalne) pooljuhtide integr. mikroskeemid, IC (vt digitaalsed seadmed,). Lihtsaim LE on inverter, mida saab rakendada ühe transistori võimendil. kaskaad töötab elektroonilise võtme režiimis (joonis 4, a). Kui selle võimendi sisend on piisavalt kõrge, on see positiivne. (loogiline signaal 1), see avaneb ja selle väljundi pinge langeb (loogiline signaal 0). Ja vastupidi, kui sisendsignaal on madal, lülitatakse transistor välja ja selle väljundpinge on maksimaalne (loogiline signaal 1). Lihtsaim AND-NOT tüüpi element (joonis 4, b), mis saadakse transistori sisendi loogilise inverteri lisamisel. ahelad JA mitme emitteriga transistoril T 1 . (cm. bipolaarne transistor). Kui kõik transistori sisendid T 1 . rakendatakse kõrgetasemelisi signaale, seejärel vastavad baassiirded T 1 . suletakse. Seejärel voolab läbi takisti R 1 ja kaks jadamisi ühendatud transistori ristmikku T 1 . (alus - kollektor) ja T 2 (baasemitter), lülitab sisse väljundtransistori T 2 . Kui üks või mitu sisendit X i rakendatakse madalpinge (loogiline 0), siis avanevad transistori vastavad emitter-baas üleminekud T 1 . Sel juhul peaaegu kogu läbiv vool R 1 läbib avatud emitteri ristmiku, kuna selle takistus on palju väiksem kui kahe järjestikku ühendatud ristmiku takistus ja transistori T 2 lukustatakse. Laialdaselt kasutatakse ka muud tüüpi IC-sid. See on tingitud asjaolust, et vooluringi ja tehnoloogilised. funktsioonid määratlevad vähemalt 2 kõige olulisemat loogilist parameetrit. mikroskeemid: kiirus ja energiatarve (kaasaegse LE jaoks ühelt teisele ümberlülitamise integreeritud versioonis, st LE kiirus on 50 kuni 0,2 ns energiatarbimisega 0,001 kuni 40 mW). Need parameetrid on vastuolulised ja ühe tehnoloogia raames, kui ühte täiustatakse, halveneb teine ​​paratamatult ja seetõttu ka erinevat tüüpi IC-de koguarv. põhiliste kombinatsioon parameetrid ja valmistatud erinevate tehnoloogiate abil, laieneb pidevalt.

Alates LE dets. tüüpi koguvad keerukamad funktsionaalselt terviklikud seadmed (operatsioonielemendid, OE), mis täidavad teatud (mitte elementaarset) loogikat. toimingud sisendsignaalidega ja nendega, mis on ehitatud vastavalt kombineeritud ja järjestikustele skeemidele.

Kombineeritud skeemid- L. s. ilma muutujaid salvestamata - skeemid, milles väljundsignaalide väärtused määratakse igal ajal üheselt sisendsignaalide X väärtustega i. Naib. levinud kombinatsioonide tüübid. skeemid on LE (kõige lihtsamad kombinatsioonskeemid) ja OE. tüübid: koodid (kooderid ja dekoodrid), lülitid (multiplekserid ja demultiplekserid), arimetic. seadmed (võrdlusseadmed, liitjad jne).

Kodeerija (kodeerija) – OE, mis teisendab ühe signaali ühel P sissepääsud m- bitine väljundkood. Näiteks teabesisestuspaneelil on 10 numbriklahvi i=0, 1, ..., 9. Kui vajutada i klahvile saadetakse üks signaal X kodeerija sisendisse i. Kodeerija väljundisse peaksid ilmuma signaalid, mis kuvavad sisendsignaali X/ binaarkoodi (Y 3 , . . ., Y 0). Nagu on näha kodeerija tõesuse tabelist (tabel 2), on sel juhul vaja kombinatsiooni. kümne sisendi ja nelja väljundiga ahel. Väljundis Y 0 ilmub ühik, kui vajutada suvalist paaritut klahvi, st Y 0 = Ülejäänud väljundite puhul loogiline. funktsioonidel on vorm

Seetõttu on kodeerija rakendamiseks vaja nelja VÕI elementi: viie sisendiga, kaks nelja sisendiga ja kahe sisendiga. Kodeerija skeem ja selle tingimuslik graafik. tähistus on näidatud joonisel fig. 5, a, b.

Dekooder (dekooder) – OE, mis teisendab n-bitine sisendkood ainult ühel signaalil m väljub. Binaarne dekooder n-bitisel koodil on 2 n väljub. Dekoodri tõesuse tabeli, mis tõlgib kahendkoodi kümnendarvuks (kood "1 10-st"), saab tabelist. 2, vahetades selles sisend- ja väljundmuutujaid vastastikku. Tõe tabeli järgi koostatakse loogilisi. funktsioonid ja dekoodri vooluring. tinglikult graafiline. kolmebitise binaarkoodi dekoodri tähistused koodiks "1 of 8" vt joonisel fig. 6.

Multiplekser - OE, mis teostab teatud arvu sisendsignaalide aadressi ümberlülitamist ühte väljundisse. Multiplekseril on kahte tüüpi sisendeid: informatiivne (Х 0 , ..., Х n) ja aadress (A 0 , ..., A m). Teabe valik rida tekib aadressi sisenditele tuleva koodi järgi. Seetõttu edastatakse selle teabe signaalid seadme väljundisse. sisend X i, mille number vastab aadressi sisendites olevale kahendkoodile Ja t,...., A 0 . Skeem ja tinglikult graafiline. multiplekseri tähistus nelja sisendi jaoks, vt joon. 7. Skeemist järeldub, et

Teabe hulga suurendamiseks sisendid, on vaja suurendada aadressi sisendite arvu, kuna n = 2 t.

Demultiplekser - OE, mis teostab ühe sisendsignaali X aadressiühenduse ühega paljudest väljunditest Y 0 , . . ., Y n. X-signaal tuleb informaati. sisend, edastatakse sellele väljundile Y i, mille arvu annavad aadressisignaalid A m, . . ., A 0 . Aadressi valiku loogika demultiplekseris on sama, mis multiplekseris. Skeem ja tinglikult graafiline. demultiplekseri tähistus 4 väljundi jaoks, vt joon. kaheksa.

Comparator – OE, mis võrdleb kahte arvu A ja B. Võrdluse tulemus kuvatakse ühe loogikaga. tasemel ühel kolmest komparaatori väljundist Y A=B, Y Y Ühebitise komparaatori tõetabel on väga lihtne (tabel 3). Sellele on lihtne luua loogiline. funktsioonid

ja selle seadme skeem (joonis 9).

Lisaja – OE, mis sooritab mitme liitmise toimingu. numbrid. Binaarne liitja on üsna mitmekülgne element ja seda kasutatakse ka lahutamise, korrutamise ja jagamise operatsioonide sooritamisel. Kahe mitmekohalise kahendarvu lisamisel mõlemasse i number on kolme mooduli kahe arvu summa (A i, AT i) ja , saadud kõige vähemtähtsast numbrist - P i- 1 ), ja moodustub ülekandesignaal kõrgesse järku - P i. Ühebitise liitja tõesuse tabeli (tabel 4) järgi moodustavad nad loogilise. väljundväärtuste funktsioonid:

Nendest funktsioonidest lähtuvalt ehitatakse kahele elemendile SUM MODULAR 2, kolmele AND-elemendile ja ühele VÕI elemendile liitahel (joonis 10). Mitmebitiste arvude liitmiseks kasutatakse mitmebitiseid liitjaid, mis kõige lihtsamal juhul võtavad vastu jada. ühekohaliste summarite ühendamine (joon. 11).

Vahekaart l. 2

Vaadeldav teostusviis decomp. kombineerida. LE-l põhinevad skeemid pole ainus võimalik.

Samadel eesmärkidel saab kasutada ka kirjutuskaitstud mäluseadmeid (ROM), millesse on salvestatud vajalikud tõesuse tabelid. Sel juhul mängivad sõna ROM-ist valitud aadressi rolli sisendsignaalid (argumendid) ja rakendatud loogika roll. f-tion - sellel aadressil ROM-i salvestatud sõna.

Järjestusskeemid- L. s. muutujate salvestamisega - ahelad, mille väljundsignaalid ei sõltu mitte ainult sisendsignaalide väärtusest antud ajahetkel, vaid ka sisendsignaalide väärtuste järjestusest eelmistel aegadel. Järjestikused ahelad on kokku pandud kombineeritud ahelatest, sisestades neisse tagasisidet. Lihtsaim jadaseade on RS-flip-flop, nn. ka järjestikuse loogika põhielement. Põhielemendid on kõigi teiste järjestikuste loogikaseadmete aluseks: multifunktsionaalsed päästikud dets. tüüp, registrid, loendurid, mitut tüüpi salvestusseadmed.

Järjestikuste ahelate tööd käsitletakse tavaliselt diskreetse aja jooksul, mis koosneb sept. intervallid - tsüklid. Kestus tsüklid ei ole olulised, kuigi need võivad olla võrdsed või erinevad. Järjestikuse seadme väljundsignaalide muutmine võib toimuda ainult uue tsükli alguses (või lõpus). Sisend- ja väljundsignaalide tähistus võib lisaks nende arvule sisaldada ka mõõtenumbri tähistust; nii ja tähendab väljundsignaali Y i sisse P- mtact ja järgmises, ( n+1)-m, taktitunne. Järjestikuseid ahelaid kirjeldatakse tavaliselt lülitustabelite või lülitite abil. f-tsioonid, mis on tõetabelid ja loogilised. funktsioonid, koostatud võttes arvesse mõõte arvu. Selliste skeemide kirjeldamisel kasutatakse ka ajastusskeeme.

Päästikud – järjestikused elemendid kahe stabiilse väljundi olekuga (0 või 1). Sisendsignaalide toimel on see võimeline lülituma teise olekusse vastupidise väljundsignaaliga. Peamine eesmärk - binaarse teabe salvestamine, mis seisneb antud oleku salvestamises trigeri poolt pärast lülitussignaali lõppemist. Lihtsaim RS-flip-flop on kahest OR-NOT (või NAND) tüüpi LE D1 ja D2 seade, mis on kaetud ristpositiivse tagasisidet(joonis 12). Sellel on kaks vaba (juhtimis)sisendit, mida tavaliselt tähistatakse tähtedega R (inglise keelest lähtestamine – tagastamine) ja S (inglise keeles set – install), ning kaks väljundit: otsene (Q) ja pöördvõrdeline. Päästiku olek määratakse signaalide järgi selle otsene väljund, st nad arvavad, et see on ühiku olekus, kui 0 = 1 ja ja nullseisundis, kui Q = 0 ja Nagu on näha joonisel fig. 12, päästiku oleku saab määrata loogilisest. f-tsy elemendid VÕI-EI: Q (for D 1) ja = (jaoks D2). Päästiku oleku analüüs igas P meetmed peavad algama selle elemendiga ( D 1 või D 2), mille juhtsisendisse ilmus 1. Antud juhul olenemata selle elemendi 2. sisendi signaalist - teise elemendi väljundsignaal eelmise lõpus, ( P- 1) tsükkel, selle väljundisse ilmub - 0. Signaal on loogiline. O juhitakse tagasisideahela kaudu teisele elemendile ja koos teise juhtsignaaliga määrab selle väljundi oleku. Kokku on võimalik neli juhtsignaalide kombinatsiooni:

R = l ja S = 0, siis ja st päästik on seatud nulli stabiilsesse olekusse (Q "=0 ja olenemata trigeri olekust eelmises, ( P- 1)-th taktitunne;

R = 0 ja S = 1, siis K n=00=1, st päästik on seatud ühte stabiilsesse olekusse sõltumata eelmisest olekust;

R = S = 0, siis st päästiku olekus n-as meede jääb samaks mis eelmises, ( P- 1) m, taktitunne;

R = S = 1, siis Q n=ja st mõlemad väljundid on 0, mis muudab süsteemi oleku üheselt kindlaksmääramise võimatuks.

Juhtsignaalide kombinatsioonid määravad ka päästiku vastavad töörežiimid: kirjutusrežiim 0 (tagastusrežiim), ühtsuskirjutusrežiim (seadistatud režiim), teabe salvestamise režiim Q n= Q n-1 ja keelatud (mitmetähenduslik) režiim Üleminek RS-päästik ühest režiimist teise on näidatud joonisel fig. 13. Nooled näitavad päästiku väljundsignaalide ilmumise järjestust, kui S- ja R-sisenditele rakendatakse üksikuid signaale salvestusrežiimides O ja 1 ning punktiirjooned näitavad määratlemata (juhuslikke) väärtusi (kas 0 või 1) salvestatud teabest pärast trigeri üleminekut keelatud režiimist (7. mõõt) salvestusrežiimile (8. ... 10. mõõt).

Üleminekuvõime RS-käivitamine keelatud töörežiimist väljumisel juhuslikku olekusse on selle peamine puudus. Seetõttu järjestikuses L. s. reeglina kasutatakse keerulisi päästikuid, millel pole keelatud töörežiime. Igat tüüpi kompleksne päästik koosneb põhimälurakust RS-trigger) ja juhtseade, mis on L. s., mis teisendab sisendteabe R- ja S-signaalideks.

Kõige lihtsamal juhtimisskeemil on staatiline. D-päästik (joonis 14, a). Selle juhtseade on kombinaator. vooluring, mis koosneb inverterist ja kahest LE I-st. Salvendamiseks mõeldud signaalid suunatakse sisendisse D. Sünkroniseerimissisendisse C suunatakse taktimpulsid (sünkroimpulsid), mis määravad salvestusmomendi. Nagu näha jooniselt fig. neliteist, a, S=D*C, a R = Seetõttu on С=0 juures, olenemata D väärtusest, S=R=0, st. RS- päästik on teabe salvestamise režiimis. Kui C = 1, on S- või R-signaal 1 ja päästik on salvestusrežiimis üks (D = l) või null (D = 0). Väljundsignaal K võib muutuda ainult iga tsükli esimeses osas, samal ajal kui sisendis C on üks taseme signaal (joonis 14, b). Tsükli teises osas (C=0 juures) on päästik infosalvestusrežiimis ja seetõttu viibib väljundsignaal kuni tsükli lõpuni, milles see salvestati. Niisiis, üksik signaal sisendis D lõpeb ammu enne 0. ja 3. tsükli lõppu ning päästiku väljundis lükkub see edasi kuni 1. ja 4. tsükli alguseni. Staatika puuduseks D-flip-flop on info edastamine D-sisendist väljundisse taktimpulsi töö ajal, mille tulemusena võib päästiku väljundis olev signaal mitu korda muutuda. korda ühe mõõdu piires (nt 2. mõõt, joonis 14, b).

Dünaamiliselt D-päästik, vaba staatilise elektri puudustest. D-flip-flop, teave salvestatakse ainult ühe pingelanguse ajal (kas 0 kuni 1 või 1 kuni 0) sisendis C ja seetõttu saab väljundsignaal muutuda ainult üks kord tsükli jooksul. Tinglikult graafiline. ühe dünaamilise määramine. D- plätud, vt joon. viisteist.

Ühendades dünaamiliselt D-käivitage teabega pöördväljund. sisend D (joonis 16, a), saavad loenduse T-triger, millel on ainult üks juhtsisend T (joonis 16, b). Algselt on selle päästiku väljund Q nullsignaal (joonis 16, sisse) ja sisendis D==1. Esimese taktimpulsi esiküljel kirjutatakse D-sisendi üks olek ümber väljundisse Q ja vastavalt sellele ilmub väljundisse ja sisendisse D null. Järgnev. kella tsükkel, kirjutatakse D-sisendi nullsignaal ümber D-väljundisse. Niisiis, väljapääsu juures T-trigger muutub iga loenduse sünkroonimisimpulsi saabumisel vastupidiseks ja väljundimpulsside arv väheneb poole võrra võrreldes sisendimpulsside arvuga.

Register on järjestikune OE, mis on mõeldud mitmekohaliste kahendarvude salvestamiseks ja (või) teisendamiseks. Register koosneb plätude komplektist, mille arv on võrdne max. salvestatud numbrite bitisügavus.

Lihtsaim register on paralleelse teabesisendiga register. Skeem ja tinglikult graafiline. 4-bitise registri tähistus D-flip-flopidel, vt joon. 17.

Teabele antakse paralleelne binaarne 4-bitine kood. sisendid D1, . . ., D4 kõigist klappidest ja kirjutatakse registrisse taktimpulsi C saabumisel. Tekimpulsside vahelistes intervallides valmistatakse ette uus sisendinfo ja selle muutmine registris viiakse läbi järgmise taktimpulsiga. Selliseid registreid kasutatakse peamiselt RAM-süsteemides (vt seadme mälu). Registri skeem jadaga. teabe sisestamine, teostatakse D-flip-flops dünaamilise. juhtseadet ja vaadake selle ajastusskeeme joonisel fig. 18. Kellimpulsi C saabumisel kirjutatakse kood (O või 1) esimesele trigerile, mis on sel hetkel selle D-sisendis. Iga järgmine päästik samal kellimpulsil lülitub olekusse, milles eelmine päästik sel hetkel oli. Selle põhjuseks on asjaolu, et päästiku väljundolek muutub teatud viivitusega taktimpulsi esiosa suhtes, mis on võrdne päästiku reaktsiooniajaga (joonis 18, b). Seega, kui järgida. trigerite ühendamisel nihutab iga kellimpulss registris oleva numbri koodi ühe biti võrra ja seetõttu salvestamiseks n- nõutav bitine kood P impulsside sünkroonimine. Näiteks sisestatakse registrisse binaarne 4-bitine kood 1011 (joonis 18, b). Esimesel sünkroimpulsil kirjutatakse kõige olulisema numbri ühik 1. päästikule. 2. taktimpulsil kirjutatakse see üksus ümber 1. päästiku väljundist 2. päästiku väljundisse ja nulli kirjutatakse 1. trigeri (koodi järgmine bitt). Samamoodi kantakse pärast 4. kella saabumist registrisse number Q 4 -1. Q 3 -0, Q 2 -1. Q 1 -1. Enne järgmise saabumist. impulsi järjestikku sisestatud 4-bitine kood salvestatakse registrisse paralleelkoodina, mida saab lugeda väljunditest Q 4 , . . ., Q 1.

Levinud on universaalsed registrid, mis on võimelised kirjutama ja lugema numbreid nii seeria- kui ka paralleelkoodides. Seetõttu saab neid kasutada järjestikuseks teisendamiseks. kood paralleelselt ja vastupidi, teatud aritmeetika jõudlus. ja loogiline. operatsioonid. Tänu oma mitmekülgsusele on registritest saanud üks levinumaid originaalseadmeid automaatika- ja arvutussüsteemides. tehnoloogia.

Loendur on järjestikune originaalseade, mis on loodud selle sisendis vastuvõetud impulsside loendamiseks. Loendur koosneb päästikute ahelast, mille arv määrab selle võimsuse ja seega ka decomp'i arvu. loenduri olekud, mida nimetatakse. koefitsient (mooduli) konto - TO. Kui sisendimpulsside arv on suurem kui loendusmoodul, siis iga To impulsse, naaseb loendur algsesse olekusse ja loendustsükkel algab otsast.

Lihtsaim ühekohaline loendur K=2 on üksildane T Flip-flop, mis muudab iga sisendimpulsi toimel oma olekut vastupidiseks. Kui alguses Kui trigeri olekuks on seatud Q=0, siis 1. impulsi saabumisel läheb see uude olekusse Q = l ning 2. impulsi vastuvõtmisel naaseb algsesse olekusse Q=0 ja loendamine võib otsast alata. Ahel t päästikute loendamine moodustab jada. m-bitine binaarloendur. Loenduse tulemus kuvatakse kõigi plätude Q väljunditel m,...., Q 1 loendatud impulsside arvu paralleelse binaarkoodi kujul, mis võib võtta väärtusi alates 0, . . ., 0 kuni 1, . . ., 1. Kuna numbrite arv on t, ja iga muutuja võib võtta ainult kaks väärtust (0 või 1), seejärel võimalike olekute arv K \u003d 2 m. Max impulsside arv, mille korral loendur on ühikutega täielikult täidetud, on võrdne (2 m-1), sest 2. saabumisega m pulss, läheb loendur uuesti nulli.

Joonisel fig. 19, a näitab diagrammi 4-bitise binaarloenduri sisselülitamisest T- plätud, mis töötavad tagaserval, kui sisendsignaal muutub 1-lt 0-le. Tinglikult graafiline. vt arvesti tähistust ja ajastusskeeme joonisel fig. 19, b. Diagrammid algavad hetkest, mil loendur on täis, st kõigis selle väljundites on ühe taseme signaale - 1111. Loenduri poolt selleks ajaks loetud impulsside arv on 1111 2 \u003d 1 * 2 3 + 1 * 2 2 + 1 * 2 1 +1*2 0 =15, mis vastab selle viimasele (2 4 -1) olekule. Järgmise (16.) impulsi tagumisel serval lülitatakse kõik trigerid järjestikku (nooled diagrammil) ja loendur läheb algsesse (null) olekusse. Iga jälje saabumisega. impulsi, suureneb paralleelne kahendkood loenduri väljundis ühe võrra, kuni loendur uuesti üle voolab.

Arvestatud summeerimisloendurit saab teisendada lahutavaks loenduriks, mille puhul väljundkood väheneb iga loendusimpulsi saabudes ühe võrra. Selleks piisab, kui ühendada 2. ja järgnevate trigerite sünkroniseerimissisendid mitte suunamiseks, vaid eelmiste trigerite pöördväljunditega.

Naib. sageli kasutatakse koefitsiendiga loendureid. arv ei võrdu 2-ga m. Näiteks elektrooniliste kellade jaoks on vaja mooduliga loendureid K= 6 (kümneid minuteid), K= 10 (ühikut min), K= 7 (nädalapäevad). Et ehitada loendur, mida saab kasutada kett t käivitajad, mille tingimus on täidetud Ilmselgelt on sellisel loenduril mittevajalikud stabiilsed olekud (2 m- -TO). Need välistatakse, lisades ahelasse tagasiside loenduri nullolekusse lähtestamiseks selles töötsüklis, kui loendur loeb arvuni. TO. Näiteks leti jaoks koos K=5 on vaja kolme päästikut, kuna loenduril peab olema viis stabiilset olekut N=0, 1, 2, 3, 4. Tsüklis, mil see peaks minema stabiilsesse olekusse N=5, tuleb see seada algsesse nullolekusse. Sellise loenduri vooluringis (joonis 20, a) sisaldavad need lisaks kolmele päästikule loogilisi. element JA, millele suunatakse loenduri väljundsignaalid, mis vastab esimesele keelatud olekule, st numbrile 5. AND elemendi väljundist suunatakse lähtestussignaal 0-le seadistavate trigerite sisenditesse ( R-sisendid). Nagu diagrammil (joon. 20, b) näha, ilmuvad 6. oleku alguses (number 5) elemendi JA mõlema sisendi juurde loogilised. 1, põhjustades signaali R = l ilmumise, lähtestades loenduri algsesse olekusse. Pärast trigeri nullimist kaob ka üksainus R-signaal tagasisideahelast ja loendur on taas valmis töötama uues tsüklis.

Loendurid võivad täita sagedusjagajate funktsioone, st seadmeid, mis moodustuvad sagedusega impulssjadast f sisse, pulsirong f sagedusega viimase päästiku väljundis välja

Lisaks kõige lihtsamatele arvestitüüpidele on olemas suur hulk arenenumaid, aga ka palju keerukamaid konstruktsioone, millel on paremad parameetrid ja mis täiendavad. funktsionaalsust.

Peamine tüübid L. s. on aluseks mitmesuguste digiseadmete loomisele ( protsessorid, seadme mälu jne), millest nad koosnevad kaasaegsetest. ja automaatsed süsteemid. objektide ja protsesside juhtimine.

Lit.: 1) Saveliev A. Ya., Digitaalautomaatide aritmeetilised ja loogilised alused, M., 1980; 2) Zeldin E. A., Digitaalsed integraallülitused teabemõõtmisseadmetes, L., 1986; 3) Zalmanzon L.A., Vestlused automatiseerimisest ja küberneetikast, M., 1981; 4) Maltseva L. A., Fromberg E. M., Yampolsky V. S., Fundamentals of Digital technology, M., 1986; 5) GOST 2

madala taseme loogikaahelad- loogikalülitused - [L.G. Sumenko. Inglise vene infotehnoloogia sõnaraamat. M .: GP TsNIIS, 2003.] Teemad infotehnoloogia üldiselt Sünonüümid loogikalülitused EN madala taseme loogika ... Tehnilise tõlkija käsiraamat

loogikaahelate (seadmete) juhtimine- - [Ja.N. Luginski, M.S. Fezi Žilinskaja, Ju.S. Kabirov. English Russian Dictionary of Electrical Engineering and Energy Engineering, Moskva, 1999] Elektrotehnika teemad, EN juhtimisloogika põhimõisted ... Tehnilise tõlkija käsiraamat

loogikaahelate lülitamine- lülitusloogika - [L.G.Sumenko. Inglise vene infotehnoloogia sõnaraamat. M .: GP TsNIIS, 2003.] Teemad infotehnoloogia üldiselt Sünonüümid switching logic EN switching logic ... Tehnilise tõlkija käsiraamat

(magnet)südamike loogikaahelad- - [Ja.N. Luginski, M.S. Fezi Žilinskaja, Ju.S. Kabirov. English Russian Dictionary of Electrical Engineering and Power Industry, Moskva, 1999] Elektrotehnika teemad, põhimõisted EN core logic ... Tehnilise tõlkija käsiraamat

voolulülitite loogikaahelad- - [Ja.N. Luginski, M.S. Fezi Žilinskaja, Ju.S. Kabirov. English Russian Dictionary of Electrical Engineering and Power Engineering, Moscow, 1999] Elektrotehnika teemad, põhimõisted EN voolurežiim logiccurrent sinking logiccurrent steering logic ... Tehnilise tõlkija käsiraamat

loogikaahelad läveelementidel- - [L.G. Sumenko. Inglise vene infotehnoloogia sõnaraamat. M.: GP TsNIIS, 2003.] Teemad infotehnoloogia üldises EN läveloogikas ... Tehnilise tõlkija käsiraamat

tõrkeotsingu loogika- - [Ja.N. Luginski, M.S. Fezi Žilinskaja, Ju.S. Kabirov. English Russian Dictionary of Electrical Engineering and Power Industry, Moskva, 1999] Elektrotehnika teemad, põhimõisted EN tõrkevahetusloogika ... Tehnilise tõlkija käsiraamat

puhvervõimenduselementidega loogikaahelad- - [L.G. Sumenko. Inglise vene infotehnoloogia sõnaraamat. M .: GP TsNIIS, 2003.] Teemad infotehnoloogia üldiselt EN puhverloogika ... Tehnilise tõlkija käsiraamat

sisemise taktsagedusega loogikaahelad- - [L.G. Sumenko. Inglise vene infotehnoloogia sõnaraamat. M .: GP TsNIIS, 2003.] Teemad infotehnoloogia üldiselt ET enesekontrolli loogika ... Tehnilise tõlkija käsiraamat, Loogikaskeemid on välja töötatud vastavalt kursuse "Majandusüksuste majanduslik turvalisus" õppekavale. Käsiraamat on mõeldud metoodiliseks abiks õpilastele ...,

Selles artiklis räägime teile, millised on loogilised elemendid, kaaluge lihtsamaid loogilisi elemente.

Iga digitaalne seade on personaalarvuti või moodne automatiseerimissüsteem koosneb digitaalsetest integraallülitustest (IC), mis täidavad teatud keerukaid funktsioone. Kuid ühe keeruka funktsiooni täitmiseks on vaja täita mitu lihtsat funktsiooni. Näiteks kahe ühebaidise kahendarvu liitmine toimub digitaalses mikroskeemis, mida nimetatakse "protsessoriks" ja seda teostab mitmes etapis suur hulk loogilised elemendid asub protsessori sees. Binaarsed numbrid salvestatakse esmalt protsessori puhvermällu, seejärel kirjutatakse need ümber spetsiaalsetesse "põhi"protsessori registritesse, seejärel lisatakse, tulemus salvestatakse teise registrisse ja alles pärast liitmise tulemust väljastatakse puhvermälu kaudu protsessorilt muud arvutiseadmed.

Protsessor koosneb funktsionaalsetest üksustest: sisend-väljundliidesed, mäluelemendid - puhverregistrid ja "akud", liitjad, nihkeregistrid jne. Need funktsionaalsed sõlmed koosnevad kõige lihtsamatest loogikaelementidest, mis omakorda koosnevad pooljuhttransistoridest, dioodidest ja takistitest. Lihtsate päästikute ja muude elektrooniliste impulssahelate kavandamisel ei saa kasutada keerukaid protsessoreid, vaid kasutatakse transistoride kaskaade - "eelmine sajand". Siin tulevad nad appi - loogilised elemendid.

Loogikaelemendid, need on kõige lihtsamad "kuubikud", digitaalse mikrolülituse komponendid, mis täidavad teatud loogilisi funktsioone. Samal ajal võib digitaalne mikroskeem sisaldada ühte kuni mitut ühikut, kümneid, ... ja kuni mitusada tuhat loogilist elementi, olenevalt integratsiooniastmest. Et sellest aru saada mis on loogilised elemendid, käsitleme neist kõige lihtsamat. Ja siis teadmisi kogudes tegeleme keerukamate digitaalsete elementidega.

Alustame sellest, et digitaalse teabe ühik on "üks bitt". Sellel võib olla kaks loogilist olekut - loogiline null "0", kui pinge on null (madal tase), ja loogiline üks olek "1", kui pinge on võrdne mikrolülituse toitepingega (kõrge tase).

Kuna lihtsaim loogikaelement on elektrooniline seade, siis see tähendab, et sellel on sisendid (sisendviigud) ja väljundid (väljundviigud). Ja seal võib olla üks sisend ja väljund ning võib-olla rohkemgi.

Lihtsamate loogikaelementide tööpõhimõtete mõistmiseks kasutame "tõe tabel". Lisaks märgitakse loogiliste elementide tööpõhimõtete mõistmiseks sisendid, olenevalt nende arvust: X1, X2, ... XN ja väljundid: Y1, Y2, ... YN.

Funktsioonidel, mida täidavad kõige lihtsamad loogilised elemendid, on nimed. Reeglina asetatakse funktsiooni ette number, mis näitab sisendite arvu. Kõige lihtsamatel loogikaelementidel on alati ainult üks väljund.

Mõelge lihtsaimatele loogilistele elementidele

Lisades elemendile "2I" elemendi "EI", saime elemendi "2I-NOT". Nii saate vooluringi kokku panna, kui vajame elementi "2I-NOT" ja meie käsutuses on ainult "2I" ja "NOT" elemendid.

Lisades elemendile "2I-NOT" elemendi "EI", saime elemendi "2I". Nii saate vooluringi kokku panna, kui vajame elementi "2I" ja meie käsutuses on ainult "2I-NOT" ja "NOT" elemendid.

Samamoodi, ühendades elemendi "2AND-NOT" sisendid, saame elemendi "NOT":

Pange tähele, et elementide tähistamisel võeti kasutusele uus element - parem- ja vasakpoolset osa eraldav sidekriips nimes "2I-NOT". See sidekriips on väljundi ümberpööramisel asendamatu atribuut (funktsioon "EI").

Analoogiliselt elemendiga “2AND-NOT”, ühendades elemendi “2OR-NOT” sisendid, saame elemendi “NOT”:

Ülaltoodud loogilised elemendid täidavad staatilisi funktsioone ning nende põhjal ehitatakse keerukamad staatilised ja dünaamilised elemendid (seadmed): klapid, registrid, loendurid, kodeerijad, dekooderid, liitjad, multiplekserid.

Boole'i ​​algebras, millel põhineb kogu digitaaltehnoloogia, peavad elektroonilised elemendid sooritama mitmeid konkreetseid toiminguid. See on nn loogiline alus. Siin on kolm peamist sammu.

VÕI - loogiline lisamine ( disjunktsioon) - VÕI;

Ja - loogiline korrutamine ( sidesõna) - JA;

EI – loogiline eitus ( inversioon) - MITTE.

Võtame aluseks positiivse loogika, kus kõrgeks tasemeks on "1" ja madalaks "0". Loogikatehete teostamise selgemaks käsitlemiseks on iga loogikafunktsiooni jaoks olemas tõetabelid. Kohe on lihtne mõista, et loogiliste funktsioonide "ja" ja "või" täitmine eeldab sisendsignaalide arvu vähemalt kahte, kuid neid võib olla rohkem.

Loogiline element I.

Joonisel on näidatud elemendi tõesuse tabel " Ja" kahe sisendiga. On selgelt näha, et elemendi väljundis ilmub loogiline ühik ainult siis, kui esimeses sisendis on üksus ja teisel. Ülejäänud kolmel juhul on väljund nullid.

Elektriskeemidel on loogiline element "AND" tähistatud järgmiselt.

Välismaistel skeemidel on elemendi "AND" tähistus erinev stiil. Seda nimetatakse lühidalt JA.

Loogiline element VÕI.

element" VÕI" kahe sisendiga töötab veidi teisiti. Piisab loogilisest esimesel sisendil või teisel, kuna väljundiks on loogiline ühik. Kaks ühikut annavad väljundis ka ühiku.

Diagrammidel on element "OR" kujutatud järgmiselt.

Välismaa diagrammidel on see kujutatud veidi erinevalt ja seda nimetatakse elemendiks VÕI.

Loogiline element EI OLE.

Element, mis täidab ümberpööramise funktsiooni " MITTE on üks sisend ja üks väljund. See muudab signaali taset ümber. Madal potentsiaal sisendis annab kõrge potentsiaali väljundis ja vastupidi.

Nii on see diagrammidel näidatud.

Välismaistes dokumentides on element "EI" kujutatud järgmiselt. Nad kutsuvad seda lühidalt MITTE.

Kõiki neid integraallülituste elemente saab kombineerida erinevates kombinatsioonides. Need on elemendid: AND-NOT, OR-NOT ja keerulisemad konfiguratsioonid. On aeg neist rääkida.

Loogiline element 2I-NOT.

Vaatleme mitmeid reaalseid loogilisi elemente madala integratsiooniastmega transistor-transistorloogika (TTL) K155 seeria näitel. Joonisel on omal ajal väga populaarne K155LA3 kiip, mis sisaldab nelja sõltumatut elementi 2I - EI. Muide, selle abil saate mikroskeemile kokku panna kõige lihtsama majaka.

Arv tähistab alati värava sisendite arvu. Sel juhul on tegemist kahesisendilise elemendiga "AND", mille väljundsignaal on inverteeritud. Pööratud, mis tähendab, et "0" muutub "1" ja "1" muutub "0". Pöörame tähelepanu ring väljapääsudel on inversiooni sümbol. Samas seerias on elemendid 3I-NOT, 4I-NOT, mis tähendab erineva arvu sisenditega elemente "AND" (3, 4 jne).

Nagu te juba aru saite, on 2I-NOT ühte elementi kujutatud nii.

Tegelikult on see lihtsustatud pilt kahest kombineeritud elemendist: elemendist 2I ja elemendist NOT väljundis.

Elemendi AND-NOT võõrtähis (antud juhul 2I-NOT). helistas NAND.

Elemendi 2I-NOT tõesuse tabel.

Elemendi 2I - NOT tõesuse tabelis näeme, et tänu inverterile saadakse pilt, mis on vastand elemendile "AND". Erinevalt kolmest nullist ja ühest ühest on meil kolm ühte ja null. Elementi AND-NOT nimetatakse sageli Schaefferi elemendiks.

Loogiline element 2OR-NOT.

Loogiline element 2VÕI – EI mida K155 seerias esindab 155LE1 kiip. See sisaldab nelja sõltumatut elementi ühes korpuses. Tõdetabel erineb ka "OR" ahelast väljundsignaali inverteerimisega.

Loogilise elemendi 2OR-NOT tõesuse tabel.

Pilt diagrammil.

Võõral moel kujutatakse seda järgmiselt. Kutsus nagu NOR.

Meil on väljundis ainult üks kõrge potentsiaal, kuna mõlemale sisendile antakse korraga madal potentsiaal. Siin, nagu kõigis teistes lülitusskeemides, tähendab väljundis olev ring signaali ümberpööramist. Kuna skeemid AND - NOT ja OR - NOT on väga levinud, on igal funktsioonil oma sümbol. Funktsiooni JA EI tähistata ikooniga " & "ja funktsioon VÕI EI ole koos ikooniga " 1 ".

Ühe inverteri puhul on tõetabel juba eespool toodud. Võib lisada, et inverterite arv ühes korpuses võib olla kuni kuus.

Loogiline element "eksklusiivne VÕI".

Põhiliste loogiliste elementide arvu puhul on tavaks nimetada elementi, mis rakendab funktsiooni "eksklusiivne VÕI". Vastasel juhul nimetatakse seda funktsiooni "mitteekvivalentsuseks".

Kõrge väljundpotentsiaal tekib ainult siis, kui sisendsignaalid ei ole võrdsed. See tähendab, et üks sisenditest peaks olema üks ja teine ​​null. Kui loogikaelemendi väljundis on inverter, siis teostatakse vastupidine funktsioon - "ekvivalentsus". Kõrge potentsiaal väljundis ilmub samade signaalidega mõlemas sisendis.

Tõe tabel.

Need loogikaelemendid leiavad oma rakenduse liitjates. "Eksklusiivne VÕI" on diagrammidel kujutatud võrdusmärgiga enne ühikut " =1 ".

Võõral viisil nimetatakse "eksklusiivset VÕI". XOR ja diagrammidele nad joonistavad nii.

Lisaks ülaltoodud loogilistele elementidele, mis täidavad väga sageli põhilisi loogilisi funktsioone, kasutatakse erinevates kombinatsioonides kombineeritud elemente. Siin näiteks K555LR4. Seda nimetatakse väga tõsiselt 2-4I-2OR-NOT.

Selle tõesuse tabelit ei ole antud, kuna mikroskeem ei ole loogika põhielement. Sellised mikroskeemid täidavad erifunktsioone ja on palju keerulisemad kui ülaltoodud näide. Loogiline alus sisaldab ka lihtsaid elemente "AND" ja "OR". Kuid neid kasutatakse palju harvemini. Võib tekkida küsimus, miks seda loogikat nimetatakse transistor-transistor.

Kui otsite teatmekirjandusest näiteks elemendi 2I diagrammi - MITTE K155LA3 mikroskeemist, siis näete seal mitut transistorit ja takistit. Tegelikult pole neis mikroskeemides takisteid ega dioode. Ränikristallile kantakse šablooni kaudu ainult transistorid ning takistite ja dioodide ülesandeid täidavad transistoride emitteriühendused. Lisaks kasutatakse TTL-loogikas laialdaselt mitme emitteriga transistore. Näiteks elemendi 4I sisendis on neli emitterit

Elektriahelat, mis on loodud sisendandmetega mis tahes loogiliste toimingute tegemiseks, nimetatakse loogikaelemendiks. Sisendandmed on siin esitatud erineva tasemega pingete kujul ja väljundis toimuva loogilise operatsiooni tulemus saadakse ka teatud taseme pingena.

Operandid sel juhul söödetakse - loogikaelemendi sisendis võetakse vastu signaale kõrge või madala pinge kujul, mis toimivad sisuliselt sisendandmetena. Niisiis näitab kõrgetasemeline pinge - loogiline - operandi tegelikku väärtust ja madala taseme pinge 0 - vale väärtust. 1 – TÕENE, 0 – VÄÄR.

Loogiline element- element, mis rakendab teatud loogilisi seoseid sisend- ja väljundsignaalide vahel. Loogikaelemente kasutatakse tavaliselt arvutite loogiliste ahelate, automaatjuhtimise ja juhtimise diskreetsete ahelate koostamiseks. Igat tüüpi loogiliste elementide puhul, olenemata nende füüsilisest olemusest, on sisend- ja väljundsignaalide diskreetsed väärtused iseloomulikud.

Loogikaelementidel on üks või mitu sisendit ja üks või kaks (tavaliselt teineteise pöördvõrdelist) väljundit. Loogiliste elementide väljundsignaalide "nullide" ja "ühte" väärtused määravad elemendi teostatav loogiline funktsioon ning esitatavate sisendsignaalide "nullide" ja "ühte" väärtused. sõltumatute muutujate roll. On elementaarseid loogilisi funktsioone, millest saab koostada mis tahes keeruka loogilise funktsiooni.

Sõltuvalt elemendi vooluringi konstruktsioonist ja selle elektrilistest parameetritest on sisendi ja väljundi loogilistel tasemetel (kõrge ja madal pingetase) kõrge ja madala (tõene ja vale) olekute jaoks samad väärtused.

Traditsiooniliselt toodetakse loogikaelemente spetsiaalsete raadiokomponentide - integraallülituste kujul. Loogilised toimingud, nagu konjunktsioon, disjunktsioon, eitus ja moodulliitmine (JA, VÕI, EI, välistav VÕI) on põhitüüpide loogiliste elementidega tehtavad peamised toimingud. Vaatame kõiki seda tüüpi loogilisi elemente lähemalt.

Loogiline element "AND" - side, loogiline korrutamine, JA

"AND" – loogiline element, mis sooritab sisendandmetele side- või loogilise korrutamisoperatsiooni. Sellel elemendil võib olla 2 kuni 8 (tootmises levinumad on 2, 3, 4 ja 8 sisendiga elemendid JA) ja üks väljund.

Erineva arvu sisenditega loogiliste elementide sümbolid "AND" on näidatud joonisel. Tekstis on ühe või teise arvu sisenditega loogiline element "AND" tähistatud kui "2I", "4I" jne - element "AND" kahe sisendiga, nelja sisendiga jne.

Elemendi 2I tõesuse tabel näitab, et elemendi väljund on loogiline ühik ainult siis, kui loogilised on samaaegselt esimeses sisendis JA teises sisendis. Ülejäänud kolmel võimalikul juhul on väljund null.

Lääne skeemides on elemendi "Ja" ikoonil sissepääsu juures sirge joon ja väljapääsu juures ümardus. Kodumaistel skeemidel - ristkülik sümboliga "&".

Loogiline element "OR" - disjunktsioon, loogiline liitmine, VÕI

"OR" – loogiline element, mis teostab sisendandmetele disjunktsiooni või loogilise liitmise operatsiooni. See, nagu ka element “AND”, on saadaval kahe, kolme, nelja jne sisendi ja ühe väljundiga. Erineva arvu sisenditega loogiliste elementide sümbolid "OR" on näidatud joonisel. Need elemendid on tähistatud järgmiselt: 2OR, 3OR, 4OR jne.

Elemendi "2OR" tõepära tabel näitab, et loogilise üksuse ilmumiseks väljundis piisab sellest, et loogiline ühik on esimeses sisendis VÕI teises sisendis. Kui loogilised on korraga kahel sisendil, on ka väljund üks.

Lääne skeemides on elemendi "OR" ikoonil ümardatud sisestus ja ümardatud terav väljapääs. Kodumaistel skeemidel - ristkülik sümboliga "1".

Loogiline element "EI" - eitus, inverter, EI

"EI" – loogiline element, mis sooritab sisendandmetega loogilise eituse. Seda elementi, millel on üks väljund ja ainult üks sisend, nimetatakse ka inverteriks, kuna see tegelikult inverteerib (inverteerib) sisendsignaali. Joonisel on kujutatud loogilise elemendi "EI" sümbolit.

Inverteri tõesuse tabel näitab, et kõrge sisendpotentsiaal annab madala väljundpotentsiaali ja vastupidi.

Lääne skeemides on elemendi "EI" ikoon kolmnurga kuju, mille väljapääsu juures on ring. Kodumaistel skeemidel - ristkülik sümboliga "1", mille väljapääsu juures on ring.

Loogiline element "AND-NOT" - konjunktsioon (loogiline korrutamine) eitusega, NAND

"AND-NOT" - loogiline element, mis sooritab sisendandmetele loogilise liitmise toimingu ja seejärel loogilise eitamise operatsiooni, tulemus väljastatakse. Teisisõnu, see on põhimõtteliselt "AND" element, mida täiendab element "NOT". Joonisel on kujutatud loogilise elemendi "2I-NOT" sümbolit.

Elemendi "NAND" tõesuse tabel on vastupidine elemendi "AND" tabelile. Kolme nulli ja ühe asemel - kolm ühte ja null. "NAND" elementi nimetatakse ka "Schaefferi elemendiks" matemaatiku Henry Maurice Schaefferi auks, kes märkis selle olulisust esmakordselt 1913. aastal. Tähistatakse kui "mina", ainult ringjoonega väljapääsu juures.

Loogiline element "OR-NOT" - disjunktsioon (loogiline liitmine) eitusega, NOR

"OR-NOT" - loogiline element, mis sooritab sisendandmetele loogilise liitmise ja seejärel loogilise eitusoperatsiooni, tulemus väljastatakse. Teisisõnu, see on "OR" element, mida täiendab element "NOT" - inverter. Joonisel on kujutatud loogikaelemendi sümbolit "2OR-NOT".

Elemendi "OR-NOT" tõesuse tabel on vastupidine elemendi "OR" tabelile. Kõrge potentsiaal väljundis saadakse ainult ühel juhul - mõlemat sisendit toidetakse samaaegselt madalate potentsiaalidega. Viidatud kui "OR", ainult ringiga väljundis, mis näitab ümberpööramist.

Loogiline element "eksklusiivne VÕI" - lisamoodul 2, XOR

"XOR" - loogiline element, mis teostab sisendandmetel loogilise liitmise modulo 2 operatsiooni, millel on kaks sisendit ja üks väljund. Sageli kasutatakse neid elemente juhtimisskeemides. Joonisel on näidatud selle elemendi sümbol.

Lääne skeemide pilt sarnaneb "OR"-ga, mille sisendküljel on täiendav kumer riba, kodumaisel - nagu "OR", ainult "1" asemel kirjutatakse "=1".

Seda loogilist elementi nimetatakse ka "ebavõrdsuseks". Kõrgepingetase on väljundis ainult siis, kui sisendi signaalid ei ole võrdsed (ühel ühikul, teisel null või ühel nullil ja teisel), isegi kui sisendis on kaks ühikut. samal ajal on väljund null - see on erinevus "OR"-st. Neid loogikaelemente kasutatakse laialdaselt liitjates.