Компьютерная схемотехника
Методическое пособие - Компьютеры, программирование
Другие методички по предмету Компьютеры, программирование
ся высокий уровень напряжения) только в том случае, когда на оба её входа поданы сигналы “да” (оба входных напряжения имеют высокий уровень).
Рисунок 4.3
На рисунке 4.3 показана схема исследования логического элемента И в лабораторных условиях.
Входы логического элемента подключены к ключам SA1 и SA2. Индикатором выхода служит светодиод. Если на входах А и В возникают сигналы НИЗКОГО логического уровня (земля), то светодиод не излучает. Эту ситуацию отражает первая строка таблицы 4.2.
Таблица 4.2
ВходыВыходBAFУровень
напряженияДвоичный
СигналУровень
напряженияДвоичный
сигналИзлучениеДвоичный
сигналСтрока 1Низкий0Низкий0Нет0Строка 2Низкий0Высокий1Нет0Строка 3Низкий1Низкий0Нет0Строка 4Высокий1Высокий1Есть1
Помимо значений уровней напряжений и отметки наличия излучения входные и выходные сигналы в таблице 4.2 обозначены двоичными цифрами: 0 и 1. Согласно строке 1, если на оба входа поданы двоичные нули, то на выходе логического элемента также возникает двоичный нуль. Двоичная единица на выходе элемента И появляется только в том случае, когда на оба входа А и В поданы двоичные единицы.
Двоичной единице, или напряжению ВЫСОКОГО уровня, в точках А, В или F соответствует потенциал +5В относительно земли. Двоичный нуль, или напряжение НИЗКОГО уровня, в точках А, В или F соответствует потенциалу земли (точнее, близко к потенциалу земли, т.е. к нулю). Мы применяем здесь так называемую “положительную логику”, поскольку для получения двоичной единицы используется положительное напряжение +5В. При работе с цифровыми электронными устройствами мы чаще всего будем иметь дело с “положительной логикой”.
4.3 Дизъюнктор (логический элемент ИЛИ)
Дизъюнктор реализует логическую функцию
.(4.3)
Ниже показаны его обозначение на электрических схемах (рисунок 4.4,а), принципиальная схема (рисунок 4.4, б) и таблица истинности (таблица 4.3).
А Б
Рисунок 4.4
Таблица 4.3
№ набораBAF0000101121013111
Отличительное свойство логического элемента ИЛИ состоит в том, что на его выходе появляется сигнал низкого уровня только тогда, когда на все его входы подаются также сигналы низкого логического уровня.
4.4 Повторитель
Реализует логическую функцию
.(4.4)
Его обозначение на электрических схемах показано на рисунке 4.5
Рисунок 4.5
Повторитель не выполняет никаких логических преобразований и используется для повышения нагрузочной способности отдельных выходов ИМС или как элемент задержки, равной времени распространения сигнала через него.
4.5 ИНЕ
Элемент И - НЕ реализует логическую функцию
.(4.5)
Ниже показаны его обозначение на электрических схемах (рисунок 4.6,а), функциональная схема (рисунок 4.6, б) и таблица истинности (таблица 4.4).
Таблица 4.4
№ набораBAF0001101121013110
А Б
Рисунок 4.6
4.6 ИЛИНЕ
Элемент ИЛИ- НЕ реализует логическую функцию
.(4.6)
Ниже показаны его обозначение на электрических схемах (рисунок 4.7,а), функциональная схема (рисунок 4.7, б) и таблица истинности (таблица 4.5).
Таблица 4.5
№ набораBAF0001101021003110
Рисунок 4.7
4.7 Исключающее ИЛИ
Реализует логическую функцию
.(4.7)
Ниже показаны его обозначение на электрических схемах (рисунок 4.8) и таблица истинности (таблица 4.6).
Рисунок 4.8
Таблица 4.6
№ набораBAF0000101121013110
Элемент называется исключающее ИЛИ, т.к. его таблица истинности совпадает с таблицей истинности элемента ИЛИ первыми тремя строчками. В четвертой строке элемента ИЛИ, F=1 , а элемента исключающее ИЛИ нуль.
Ниже приведена таблица истинности ПФ “исключающее ИЛИ” для 3-х логических переменных (таблица 4.6.1).
Таблица 4.6.1
№ набораСВАF0000010011201013011141001510116110171110
4.8 Сложение по модулю два (нечетность)
Элемент реализует логическую функцию
.(4.8)
Ниже показаны его обозначение на электрических схемах (рисунок 4.9) и таблица истинности (таблица 4.7).
Таблица 4.7
№ набораСВАF0000010011201013011041001510106110071111
Рисунок 4.9
Элемент суммирует значения переменных по модулю два (символ (псевдоплюс) означает mod2: 0 + 0 = 0; 1 + 1 = 0; 1 + 0 = 1; 0 + 1 = 1).
Если при суммировании число единиц нечетно, то функция равна 1, в противном случае F=0.
4.9 Сложение по модулю два с отрицанием (четность)
Элемент реализует логическую функцию
.(4.9)
Ниже показаны его обозначение на электрических схемах (рисунок 4.10) и таблица истинности (таблица 4.8).
Рисунок 4.10
Элемент формирует сумму по модулю два, которая затем инвертируется на выходе. Если при суммировании число единиц четно, то функция равна 1, в противном случае F = 0.
Таблица 4.8
№ набораСВАF0000110010201003011141000510116110171110
4.10 Эквивалентность
Элемент реализует логическую функцию
.(4.10)
Ниже показаны его обозначение на электрических схемах (рисунок 4.11) и таблица истинности (таблица 4.9).
Рисунок 4.11
Таблица 4.9
№ набораСВАF0000110010201003011041000510106110071111
Функция равна единице, когда все переменные одинаковы (равны единице или нулю). В противном случае F = 0.
4.11 Неэквив