Principalele elemente ale logicii digitale

elemente logice digitale, se pare a fi de lucru cu semnale digitale așa-numitele. Spre deosebire analogice, semnalele digitale iau două valori posibile: una logică și un zero logic. Unitatea logică este notată pentru concizie „1“ sau, în unele cazuri, nivelul „înalt“ ( „B“). Zero logic, respectiv, este notat cu „O“ sau nivel „low“ ( „H“) elemente logice sau elemente logice digitale construite pe tranzistori bipolari și cu efect de câmp care funcționează în modurile de saturație și cutoff.

Elementele cele mai utilizate timp testate digitale logice bazate pe tranzistoare bipolare - elemente TTL (logica tranzistor-tranzistor) și pe baza tranzistoare cu efect de câmp - egementy CMOS (complementare, pe baza de metal de tranziție-oxid-semiconductor).

elemente logice TTL, care gama include până la 200 de elemente de diferite grade de integrare și funcția, funcționează la o tensiune de alimentare de 5 V. Dispozitivele sunt capabile să funcționeze până la 100 MHz frecvențe 20 și consumă o putere considerabilă din sursa de curent.

7-elemente funcționează într-o gamă largă de tensiuni de alimentare 5. 15, uneori, de la 3 V. Acest lucru este extrem de elemente de cost care pot fi utilizate în conjuncție cu logica TTL. dezavantaj și Notabil maloustranimy majorității acestor elemente - o frecvență de funcționare relativ scăzută care nu depășește 1 MHz 5.

Mai jos sunt elementele logice de bază ale logicii digitale.

Simboluri date luate de la noi, și într-un număr de țări vorbitoare de limbă engleză (Marea Britanie, Statele Unite ale Americii).

Repeater (repetor) - element de logica care efectuează funcția unui repetor. Elementul poate fi implementat pe baza emitor (fig. 3.2, 3.5) sau sursa (Fig. 3.8) repetoare. condensatoarele tranzitorie (Fig. 3.2 și 3.5) ar trebui eliminată din circuit. Semnalul de intrare este aplicat la baza tranzistorului (fig. 3.2, 3.5) prin rezistorul R1 (10 ohmi). Valoarea rezistența R2 - 1 k. Atunci când este aplicat la intrarea unui element al semnalului de comandă A, generat semnalul Y la elementul de ieșire, care este identic cu intrarea.

NU (NU) - element de logica, numit, de asemenea, un invertor, acesta poate fi făcută pe baza circuitelor prezentate în Fig. 3.1, 3.4, 3.7. Y a semnalului de ieșire este „în oglindă“ sau „cu susul în jos“ copie intrare atunci când unitatea logică la elementul de intrare, de ieșire - o logică zero și vice-versa.

SAU (OR) - în semnalul de ieșire elementul Y este setat la o logică unu în prezența a cel puțin una dintre intrările sale o logică de un semnal. Dacă aceste intrări de la zero logic pe ieșirea elementului ca zero logic.

NOR (SAU-NU) - este o conexiune serie de elemente, sau (OR) și NOT (NU). Semnalul de ieșire circuitul Y NOR prezența la intrările sale primește o valoare logică zero logic unu. În cazul în care cel puțin unul dintre semnalele de intrare au logica valoarea unu, de ieșire Y va trece la zero logic.

Și (SI) - acest element servește ca un circuit de coincidență. circuitul său echivalent poate fi reprezentat sub forma a două sau mai multe (număr de intrări) chei electrice conectate în serie (switch-uri) de ieșire va avea o valoare logică-o numai în cazul în care un nivel logic unul va fi furnizat toate intrările elementului logic.

NAND (AND-NOT) - ca element numele, dispozitivul este o porți (AND) și NU (NU) conectate în serie. In timp ce alimentarea intrările acestui element este o logică un nivel la ieșirea elementului Y este zero logic. În cazul în care cel puțin unul dintre elementul de semnal de intrare are un nivel logic unul, semnalul de la dispozitivul de ieșire comută imediat la „unu“ „zero“.

Echivalența (Echivalența) - este o structură mai complicată a unui element logic. Această unitate logică este una logică la ieșire numai atunci când toate semnalele, fără excepție pe intrările sale vor avea aceeași (adică același echivalent) nivel logic, și nu are nici o valoare „zero“ sau este " unitate“.

XOR (F OR) - semnal de ieșire Y de la poarta NAND este setat la o logică unu numai atunci când una dintre intrările sale unitatea logică este prezentă, iar în toate celelalte - zero logic. Acesta ar trebui să încalce această condiție, semnalul de la ieșirea elementului va fi setat la zero logic.

Pe baza celor mai simple elemente ale logicii digitale pot fi sintetizați prin aproape orice dispozitiv digital logica arbitrar mai complexe - flip-flops, contoare, codificatoare, decodoare, și altele. În același timp, a elementelor mai complexe pot fi preparate mai simplu. Acest lucru poate fi ușor de văzut analizând conceptual informația prezentată în Fig. 26.1 sau experimental. De exemplu, prin conectarea împreună a componentelor intrările A și B ale NOR sau NAND, puteți obține un element NU.

Menționăm în treacăt că cea mai mare parte a intrărilor „extra“ neutilizate de elemente logice sunt combinate cu alte terminale, sau combinate cu o linie comună de autobuz sau de putere „la sol“ (pentru 7777-chips-uri de intrare compus nezadeystvo-vannogo la magistrala de alimentare pentru a efectua mai bine prin intermediul rezistor 1. 2 k).

Pentru a vizualiza nivelurile de semnal de corelare la intrările și ieșirile elementelor logice graficele corespunzătoare sunt prezentate (Fig. 26.1).

Pentru simulare, modelare și spectacole studiază cele mai simple echivalenții de circuit ale elementelor logice formate pe comutatoare convenționale. Logica Alimentați semnal corespunde închiderii cheii corespunzătoare (sau tasta pentru comutarea circuitului dublu simularea elementelor funcționale XOR și echivalenŃă). în ordine

învățare elemente logice recomandate pentru a investiga în mod independent colectarea echivalente de circuit operație, folosind ca indicator avometr nivel logic.

Tabelul de adevăr, în plus față de graficele de semnale și echivalente de circuit oferă o idee despre relația dintre procesele din intrările și ieșirile elementelor logice. În altă literatură „1“ poate fi marcat „H“ - „High“ și „O“ - denumirea „L“ - „Low“.

Exemple de serii străine elemente TTL logica existente (TTL) și CMOS (CMOS) și omologii lor interne, sunt de asemenea prezentate în Fig. 26.1.

chips-uri digitale pot fi folosite ca analogice. Exemple de utilizare neconvențională a circuitelor digitale în tehnica analogice sunt prezentate în capitolul 29.

În același timp, există chips-uri, care pot lucra cu ambele semnale analogice și digitale. Aceste cipuri pot include comutatoare analogice și semnale digitale formate pe KTYUT-elemente (K176KT1 cip K561KTZ, K564KTZ - patru comutatoare de canal) și selectoare multiplexoare (canale multiple comutatoare polipozitionale, de exemplu, K561KP1, K561KP2).

Pentru trecerea de la analogic la semnalele digitale și viceversa, folosind un analog la digital și digital-analogic (CDA și aghiotanți).