2.5Побудова схем на базі логічних функцій
Логічними елементами комп’ютерів є електронні схеми І, АБО, НЕ, І-НЕ, АБО-НЕ і інші. За допомогою цих схем можна реалізувати будь-яку логічну функцію, яка б заставила компоненти комп’ютера працювати.
Схема «І» реалізує кон’юнкцію (логічне множення) двох або більш логічних значень. Одиниця на виході схеми «І» буде тоді і тільки тоді, коли на всіх входах будуть одиниці. Коли хоча б на одному вході буде нуль, на виході також буде нуль.
Схема «АБО» реалізовує диз’юнкцію (логічне складання) двох або більш логічних значень. Коли хоча б на одному вході схеми «АБО» буде одиниця, на її виході також буде одиниця. На схемі операція диз’юнкції позначається знаком «1».
Схема «НЕ»(інвертування) не реалізує операцію заперечення. Якщо на вході схеми 0, то на виході 1. Коли на вході 1 на виході 0. Для того щоб побачити різницю між простою схемою і схемою заперечення слід подивитись на позначення її виходу. На початку виходу присутній притаманний їй кружечок.
Мікросхе́ма, інтегральна мікросхема (англ. integrated circuit) — електронна схема, що реалізована у вигляді напівпровідникового кристалу (чипу) та виконує певну функцію. Винайдена у 1958 році американськими винахідниками Джеком Кілбі та Робертом Нойсом.
У сучасних технологіях об'єднують технології біполярних і польових транзисторів, щоб добитися поліпшення характеристик мікросхем.
Мікросхеми на уніполярних (польових) транзисторах — найекономічніші (по споживанню струму) :
МОH-логіка (метал-оксид-напівпровідник логіка) — мікросхеми формуються з польових транзисторів n -МОH або p -МОH типу;
КМОН-логіка (комплемент МОН-логика) — кожен логічний елемент мікросхеми складається з пари взаємодоповнюючих (комплементу) польових транзисторів (n -МОН і p -МОН).
Мікросхеми на біполярних транзисторах:
РТЛ — транзисторна для резистора логіка (застаріла і замінена на ТТЛ);
ДТЛ — діодно-транзисторна логіка (застаріла, замінена на ТТЛ);
ТТЛ — транзисторно-транзисторна логіка — мікросхеми зроблені з біполярних транзисторів з багатоемітерними транзисторами на вході;
ТТЛШ — транзисторно-транзисторна логіка з діодами Шотки — вдосконалена ТТЛ, в якій використовуються біполярні транзистори з ефектом Шотки;
ЕЗЛ — емітерно-пов'язана логіка — на біполярних транзисторах, режим роботи яких підібраний так, щоб вони не входили в режим насичення, — що істотно підвищує швидкодію;
ІІЛ — інтегрально-інжекційна логіка.
КМОН і ТТЛ (ТТЛШ) технології є найпоширенішими логіками мікросхем. Де необхідно економити споживання струму, застосовують КМОП-технологію, де важливіше швидкість і не потрібно економію споживаної потужності застосовують ТТЛ-технологію. Слабким місцем КМОП-микросхем є уразливість від статичної електрики — досить торкнутися рукою виводів мікросхеми і її цілісність вже не гарантується.
3.Розрахункова частина.
3.1 Технічне завдання курсового проекту задаємо таблицею 1.1
X3 |
X2 |
X1 |
X0 |
F |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
За даними таблиці в кінці роботи маємо одержати пристрій, що реалізує дану функцію.
Алгоритм переходу від табличного подання функції до її запису в ДДНФ.
1) Вибрати з таблиці істинності набори аргументів при яких функція дорівнює 1 (мінтерми).
=0011
=1000
=1001
=1101
=1111
2) Всі
елементарні кон'юнкції об'єднати знаками
диз'юнкції. Таким чином отримаємо функцію
у ДДНФ:
=
Далі буде представлення даної таблиці істинності у вигляді логічної функції наданої в ДКНФ. Вибираємо з таблиці істинності набори аргументів, при яких функція дорівнює 0 (макстерми) . Макстермами будуть такі набори:
˅
Усі
елементарні диз’юнкції об’єднуємо
знаком кон’юнкції. Так ми отримаємо
функцію у ДКНФ:
=(
)۸(
)
۸(
)۸(
)
۸
)۸(
)۸(
)۸
۸
(
)
۸(
)۸(
)
Схема логічної фукції ДДНФ