Логические функции и логические схемы

January 19, 2012 by admin Комментировать »

Логические операции совсем не сложны, и мы встречаемся с ними каждый день.

Три наиболее важные логические функции имеют следующие названия: ИЛИ, И и НЕ. Примеры их применения показаны на рис. 13.1.

1. Внутреннее освещение автомобиля включено, когда открыта левая дверь, ИЛИ открыта правая дверь, ИЛИ открыты обе двери (рис. 13.1, а).

Рис. 13.1. Реализация логических функций с помощью ключей.

2.  Сигнальная лампа ручного тормоза горит, когда включен ручной тормоз И при этом включено зажигание (рис. 13.1, б).

3.   Центрифуга будет работать только тогда, когда крышка НЕ открыта (рис. 13.1, в).

Мы легко можем интерпретировать эти общие функции как логические элементы, на которые поступают электрические входные сигналы и в которых формируется выходной сигнал, соответствующий их логической функции. Такие логические элементы включают в себя простой усилитель для того, чтобы они могли свободно включаться каскад за каскадом (покаскад- но) и образовывать более сложные цепи, в которых каждый элемент можно

Рис. 13.2. Базовые логические элементы (реле показаны в состоянии «выключено»).

было бы нагружать одним или большим числом других элементов. Как нам стало известно в самом начале книги, простым усилителем является электромагнитное реле; поэтому наши первые логические элементы конструировались на основе реле: действительно, в течение многих лет они были единственным элементом цифровой схемотехники, применявшейся в промышленных регуляторах и телефонных коммутаторах.

Напряжения, прикладываемые к входам элементов, принимают значение BKJI (высокий уровень) или ВЫКЛ (низкий уровень). Высокий уровень соответствует логической 1 (иногда это логическое значение называют ИСТИНОЙ), а низкий уровень — логическому О (ЛОЖЬ). На рис. 13.2 логическая 1 представлена напряжением +12 В, алогический 0 — напряжением О В. В элементе ИЛИ (рис. 13.2, а) напряжение +12 В, приложенное к входам А ИЛИ В, включает реле и поднимает выходное напряжение до +12 В. На рис. 13.2, б показан элемент И, в котором реле включено благодаря непосредственному подключению его катушки к источнику питания; в нем выходное напряжение поддерживается на уровне +12 В до тех пор, пока на обоих входах А И В имеется напряжение +12 В. Если любой из входов заземлен (О В), то соответствующий диод проводит, замыкая катушку реле накоротко, и напряжение на выходе Y упадает до О В. В этом примере следует обратить внимание на важный момент: при логическом 0 вход действительно должен быть подключен к О В, а не оставлен брошенным (плавающим, свободно висящим в воздухе), иначе элемент И работать не будет; этот общий принцип должен соблюдаться также в электронных вентилях.

Функция НЕ, или инвентор, завершает наше трио базовых элементов (рис. 13.2, в). Нормально замкнутый контакт подключен к напряжению +12 В до тех пор, пока при подаче напряжения +12 В на вход А (логическая 1) не включается реле, которое замыкает выход Yна землю, создавая на выходе логический 0. Таким образом, выход У имеет высокий уровень, когда уровень на входе А НЕ является высоким.

Три логические функции ИЛИ, И и НЕ — это все, что применяется при построении цифровых систем, компьютеров и микропроцессоров. На рис. 13.3 показано условное обозначение элементов, реализующих эти логические функции.

Литература: М.Х.Джонс, Электроника — практический курс Москва: Техносфера, 2006. – 512с. ISBN 5-94836-086-5

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты