Кривоносенко Геннадий Владимирович
Должность:преподаватель общепрофессиональных дисциплин
Группа:Посетители
Страна:Россия
Регион:Воронежская область г. Семилуки
01.11.2014
0
512
1

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №13 ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОГИЧЕСКИХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ

 

ЛабораторнОЕ ЗАНЯТИЕ №13

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОГИЧЕСКИХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ

 

Цель занятия: 1. Практическое ознакомление с основными логическими элементами цифровой техники.

2. Изучение принципа действия основных типов триггеров (RS-, D-, T-триггеров).

 

Перечень приборов.

  1. Лабораторный стенд.
  2. Сменный блок №7.
  3. Соединительные провода.

 

Рекомендуемая литература.1) курс лекций; 2) (1)стр.610-616;3) (2)стр.202–233, 244–274.

 

Контрольные вопросы.

  1. Что называется логическими элементами?
  2. Что такое “операция логического умножения”?
  3. Какое устройство называется триггером?
  4. Какой вход триггера называется входом R, а какой – входом S?
  5. Каково отличие между асинхронным и синхронным триггерами?

 

Краткие теоретические сведения.

Логические элементы

Современное оборудование часто требует построения систем управления со сложной логикой, определяющих момент включе­ния, длительность работы, время ускорения и торможения, при­чем эти действия должны быть согласованы между собой по вре­мени. Основой таких схем управления являются логические элемен­ты, построенные на базе переключателей и осуществляющие ло­гическую связь между входными и выходными сигналами.

      Сигналы в этих цепях дискретны, принимают одно из двух воз­можных значений: 0 (нет напряжения) или 1 (есть напряжение). Теоретической основой построения таких схем является булева алгебра, или алгебра логики.

      Логической переменной называют величину, принимающую одно из двух значений: 0 или 1. Под логической функцией понимают за­висимость выходной логической величины от входных логических величин. Логическая операция — это действие, совершаемое ло­гическим элементом над входными логическими величинами в соответствии с логической функцией. Соответствие значения ло­гической функции значениям логической переменной отражено в так называемых таблицах истинности.

      Говорят, что значения 1 и 0 противоположны, или инверсны, что обозначается  и . Основными операциями алгебры логики являются:

      1) логическое отрицание, инверсия, НЕ, например Таб­лица истинности этой операции имеет вид

                                             X          Y

0                    1

1                                          О

2)     логическое сложение, ИЛИ: выходная величина Yпринимает значение 1, если хотя бы одна из входных величин X, равна 1, например, Y= Х12. Таблица истинности в этом случае выглядит так:                          

                                              X1          X2         Y

                                                      0               0             0

                                                      1               0             1

                                                      0               1             1

                                                      1               1             1

3)     логическое умножение, И, когда выходная величина Yпринимает значение 1, если все входные величины X, равны 1, например Y = XtX2. Таблица истинности логического умножения выглядит следующим образом:

                                          X1         X2              Y

                                         0           0         0

                                         1           0         0

                                         0           1         0

                                         1           1         1

Логические схемы строят на базе электромагнитных реле и других переключателей, однако в последнее время в основном используют полупроводниковые транзисторные переключатели (в виде цифровых микросхем). Используя простейшие элементы, можно построить логическую машину, способную выполнять слож­ные логические функции. Например, современная ЭВМ, постро­енная на приведенных элементах, способна выполнять сложные расчеты, управлять оборудованием, хранить и обрабатывать ог­ромные объемы информации.

На рис.1 приведены примеры реализации логических элемен­тов на базе реле и полупроводников и их условные обозначения. В качестве источников входных сигналов используются кнопки Кн1, и Кн2, при нажатии которых в цепях Х1 и Х2 обмотки реле пойдет ток, и его нормально разомкнутые контакты замкнутся, а нормально замкнутые - разомкнутся. Значение 1 выходной логической величины соответствует зажженной лампе HL.

Элемент НЕ на реле представлен как один замыкающий обмотку реле контактX1и один размыкающий контакт реле Y:при наличии входного сигнала X, т.е. напряже­ния на обмотке реле (значение 1) контакт Х1 замкнется, что вызовет срабатывание реле Yи размыкание контакта Y(значение 0). При отсутствии входного напряжения (0) контакт Х1 будет ра­зомкнут, реле Y обесточено и контакт Y замкнут (1).

В схеме элемента НЕ на транзисторе при наличии входного напряжения Uвх(1) транзистор открыт, выходное напряжение будет низким (0). При отсутствии входного напряжения транзистор заперт, напряжение на выходе будет высоким, практически равным напряжению пи­тания Е (1).

              Обозначение                                  Репейная схема              Реализация на полупроводниках


Элемент ИЛИ на реле можно представить двумя замыкающи­ми обмотку реле контактами
X1 и X2, соединенными параллельно. При замыкании пер­вого Х1 или второго Х2,или обоих контактов сработает реле Yи замкнется контакт Y.

В схеме элемента ИЛИ на транзисторе при поступлении напряже­ния на базу с любого из входов транзистор откроется, и выходное напряжение станет близким к E(1), при отсутствии напряжения на входе  транзистор закрыт, выходное напряжение низкое (0).

Элемент И на реле представлен в виде двух замыкающих кон­тактов Х1 и Х2, соединенных последовательно, поэтому только при замы­кании обоих входных контактов в реле Yпойдет ток и замкнется выходной контакт Y.

Элемент И на диодах работает следующим образом. Если на всех входах имеется высокое напряжение (1), то тока через диоды и падения напряжения на резисторе Rне будет, выходное напря­жение будет высоким (близким к Е) – (1) . Если хотя бы на одном входе имеется низкое напряжение (0), через соответствующий диод пой­дет ток и выходное напряжение будет низким - (0).

Аналогично можно построить элемент И на двух транзистор­ных ключах.

При построении логических схем оказался удобным элемент ИЛИ-НЕ, имеющий логическую функцию Y =X1+X2, или инверсия логического сложения входных сигналов.

На рис.1 приведены реализации элемента ИЛИ-НЕ на реле и транзисторе. Схемы подобны реализациям элемента ИЛИ. Инверсия в первом случае осуществляется использованием раз­мыкающего контакта реле Y. Во втором случае инверсия осуще­ствляется за счет снятия выходного напряжения с коллектора транзистора.

При наличии хотя бы на одном входе высокого напряжения (ИЛИ) транзистор отпирается и напряжение на выходе становит­ся низким (НЕ).

 

Обозначение и таблицы истинности основных логических элементов.

Комментарии пользователей /0/
Комментариев нет...
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Наши услуги



Мы в соц. сетях

    Персональные сообщения