Теоретические сведения
Логическими элементами называют электронные устройства, выполняющие простейшие логические операции.
Теоретической основой построения электронных цифровых устройств, предназначенных для обработки цифровой информации, является область математики, называемая алгеброй логики (булевой алгеброй).
В отличие от обычной алгебры в алгебре логики логическая переменная X может принимать только два значения – логического нуля 0 и логической единицы 1. Логические операции над логической переменной X (или X 1, X 2, X 3, …) описываются логической функцией Y (X) [или Y (X 1, X 2, X 3, …)], устанавливающей соответствие между X (или X 1, X 2, X 3, …) и значениями Y, и записываются в виде таблицы истинности.
Логическая переменная X представляется на входе логического элемента напряжением сигнала, принимающим два значения: низкого или высокого уровня (например, 0 или +5 В). Чаще применяют положительную логику, при которой за логическую 1 принят высокий уровень, а за логический 0 – низкий (при отрицательной логике наоборот).
Основой для построения узлов импульсной и цифровой техники служат полупроводниковые ключевые схемы. Ключевая схема (ключ) позволяет подключать нагрузку к источнику или отключать ее и, таким образом, коммутировать ток в нагрузке.
В качестве электронных ключей в логических элементах, как правило, применяют транзисторы. Одним из широко распространенных видов построения электронных схем является так называемая транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ). Электронная схема таких логических элементов состоит из биполярных транзисторов, работающих в ключевом режиме.
|
|
|
Для построения логических устройств любой сложности достаточно иметь три типа элементарных логических элементов, выполняющих операции: логическое отрицание (логическое НЕ), логическое сложение (логическое ИЛИ) и логическое умножение (логическое И).
Логический элемент «НЕ» (инвертор) реализует логическую функцию: F =`x. Условное обозначение схемы « НЕ» изображено на рис. 7.1.
Рисунок 7.1. - Условное обозначение схемы « НЕ»
Элемент «ИЛИ» (дизъюнктор) на два входа реализует логическую функцию: F = x 1 + x 2 или F = x 1 Ú x 2. Обозначение схемы «ИЛИ» показано на рис. 7.2.
Рисунок 7.2. - Условное обозначение схемы « ИЛИ»
Элемент «И» (конъюнктор) на два входа реализует логическую функцию: F = x 1 x 2 или F = x 1Ù x 2.Условное обозначение схемы «И» приведено на рис. 7.3.
Рисунок 7.3. - Условное обозначение схемы « И»
 |
Из простых элементов можно составить сколько угодно сложные логические устройства, например, счетчики импульсов, регистры, сумматоры, блоки памяти и т. п.
|
|
|
Предлагаемая для выполнения лабораторная работа направлена на изучение логических операций на примере работы интегральных микросхем и приобретение навыков реализации с помощью этого логического элемента схем, выполняющих три элементарные операции: логическое сложение, логическое умножение, логическое отрицание.
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 16; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!