╔══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║▒▒▒▒▒▒▒▒▒░ "Железная"... логика! ░▒▒▒▒▒▒▒║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════╝
(C) KLIM
Важной особенностью цифровой техники является однотипность
элементов и узлов, из которых собираются самые различные
устройства современной радиоэлектроники, автоматики и
вычислительной техники. Подобный принцип построения сложных
устройств из ограниченного числа простых элементов широко
используется в технике.
В цифровой технике любую сложную схему переработки
информации, предназначенную, например, для вычисления или
автоматического управления, можно составить всего из трех
основных логических элементов И, ИЛИ и НЕ и триггера. Более
того, сам триггер состоит из логических элементов. Рассмотрим их
назначение и работу.
ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
Логический элемент ИЛИ моделирует операцию логического сложения,
или, как ее еще называют, операцию дизъюнкции. Алгебраически эта
операция записывается следующим образом: A+B=C . Буквами A и B
обозначены простые высказывания, или двоичные переменные, буквой
C-сложное высказывание, или переключательная функция. Последнее
название показывает, что функция зависит от переключений
переменных A и B. Переменная C должна равняться 1, если A и B
равны 1 по отдельности или одновременно. Зависимость между
двоичными переменными A и B и переключательной функцией C может
быть задана в виде таблицы истинности; в ней написаны условия
истинности сложного высказывания в зависимости от истинности
простых высказываний.
A B C
-----
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Электрическая цепь, реализующая эту функцию, должна иметь сигнал
на выходе, если имеется сигнал хотя бы на одном из входов.
На рисунках 1 и 2 показанны схемы логического элемента ИЛИ с
применением кнопок (1) и диодный логический элемент ИЛИ (2). На
рисунке 3 показано условное обозначение элемента ИЛИ.
Логический элемент И выполняет операцию логического
умножения, или конъюнкции. Алгебраически эта операция
записывается следующим образом:C=A*B, при этом C=1 только в том
случае, если A и B одновременно равны 1. Эти правила можно
записать в виде следующей таблицы:
A B C
-----
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Электрическая цепь, соответствующая логической операции И,
должна иметь сигнал на выходе только в том случае, если имеются
сигналы одновременно на всех входах. Проще всего эта логическая
операция моделируется при последовательном соединении кнопок
рисунок 4. Очевидно, что лампа C загорится только в том случае,
если одновременно нажаты кнпки A и B. На рисунке 5 показан
диодный логический элемент И. На рисунке 6 показано условное
обозначение логического элемента И.
Логический элемент НЕ выполняет операцию отрицания, или
инверсии, алгебраически она записывается следующим образом:
_
C=A, при этом на выходе будет сигнал 1, если на входе имеется
сигнал 0 и, наоборот, выходной сигнал равен 0 при входном
сигнале 1. Работа элемента НЕ записывается в виде следующей
таблицы:
A C
---
0 1
1 0
Электрическая цепь, моделирующая логическую операцию НЕ, и
условное обозначение этого логического элемента показаны на
рисунках 7, 8. В электрических цепях эта операция реализуется
только с помощью активных элементов, усиливающих сигнал,
например транзисторов.
Работу трех основных логических элементов И, ИЛИ, и НЕ лучше
всего понять, изготовив наглядные пособия.
В следующем номере мы ознакомимся с триггером - основным
элементом в цифровой технике.
[ Продолжение следует ].
