Логические функции цифровой схемотехники

На мой взгляд, именно с их изучения стоит начать знакомство с цифровой схемотехникой, поэтому с них и начнем. Для выполнения логических операций с данными (а мы помним, что в цифровой технике их немного – «1» и «0»), служат специальные логические элементы, Это самые простые «кубики» цифрового «конструктора», но они очень важны, в чем вы вскоре и убедитесь.
Итак, рассмотрим эти «кубики», которые даже на принципиальных схемах на них похожи.

 

Логический элемент НЕ

Логический элемент НЕ

Вся его работа заключается в инвертировании сигнала. Если на вход элемента НЕ подать высокий уровень (логическую 1), то на выходе он превратится в «0» и наоборот – «0» он превратит в «1».

 

Логический элемент Повторение

Логический элемент Повторение

Это, как и говорит его название, обычный повторитель, который передает входной сигнал на выход без изменений. Вход «1» – выход «1». Вход «0» – выход «0».Несмотря на свою кажущуюся бесполезность, повторители широко используются в качестве буферов как самостоятельно, так и в составе более сложных логических элементов.

 

Логический элемент И

Логический элемент И

Такой элемент имеет уже несколько входов (для примера на рисунке изображено 2) и состояние его выхода изменится на «1» только в том случае, когда на всех входах появится «1». Любая другая комбинация на входах состояние низкого уровня на выходе не меняет.

 

Логический элемент ИЛИ

Логический элемент ИЛИ

Тоже многовходовый элемент и свое состояние с «0» на «1» он сменит по появлению «1» на любом из входов или на всех входах сразу. Соответственно «0» на выходе появится только тогда, когда на ВСЕХ входах установится «0».

 

Логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

Логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

Многовходовый элемент устанавливается в высокое состояние только в том случае, если сигнал на всех входах имеет одинаковый уровень – или все «1» или все «0». Во всех остальных случаях  на выходе элемента присутствует «0».

 Все вышеперечисленные функции входят в так называемый функционально полный логический базис, но окончательно полным он будет только в том случае, если мы рассмотрим еще несколько элементов, точнее их «симбиозов»:

 

Логический элемент И-НЕ

Логический элемент И-НЕ

Он полностью повторяет логику работы элемента И, но на его выходе стоит инвертор, переворачивающий «1» в «0» (он обозначен кружочком). Таким образом, если на всех входах элемента окажется «1», то на выходе будет «0» и наоборот – пока хоть на одном входе присутствует «0», на выходе будет присутствовать высокий уровень.

 

Логический элемент ИЛИ-НЕ

Логический элемент ИЛИ-НЕ

А это уже знакомый нам элемент ИЛИ, но тоже с инвертором на выходе. При появлении единицы на любом  (или обоих) из входов, на выходе установится «0» и наоборот – «1» на выходе говорит о том, что на всех входах низкий логический уровень.

 

Логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ

Логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ

С логикой работы этого элемента, я думаю, вы могли бы справиться и самостоятельно, ведь «0» на выходе появится только тогда, когда на всех входах будет одинаковый сигнал – или «1» или «0».

При копировании материалов ссылка на сайт обязательна.
Все права защищены. Электронные самоделки © 2014-2017