5. Основные логические элементы цифровой техники

НЕ (NOT) — логический элемент, называемый также инвер­тором, может быть изготовлен на основе схем, показанных на рис. 3.1, 3.4, 3.7. Выходной сигнал Y является «зеркальной» или «перевернутой» копией входного: когда на входе элемента логи­ческая единица, на выходе — логический нуль, и наоборот.

ИЛИ (OR) — в этом элементе выходной сигнал Y принимает значение логической единицы при наличии на хотя бы одном из его нескольких входах сигнала логической единицы. Если на этих входах логический нуль, на выходе элемента также логический нуль.

ИЛИ-НЕ (OR-NOT) — представляет собой последователь­ное включение элементов ИЛИ (OR) и НЕ (NOT). Выходной сиг­нал У схемы ИЛИ-НЕ при наличии на его входах логического нуля принимает значение логической единицы. Стоит хотя бы одному из входных сигналов принять значение логической единицы, вы­ходной сигнал У переключится на логический нуль.

И (AND) — этот элемент выполняет функцию схемы совпа­дения. Его эквивалентную схему можно представить в виде двух или нескольких (по числу входов) последовательно включенных электрических ключей (выключателей): выходной сигнал будет иметь значение логической единицы только в том случае, если на все входы этого логического элемента будет подан уровень логи­ческой единицы.

И-НЕ (AND-NOT) — как следует из названия элемента, это устройство представляет собой последовательно включенные элементы И (AND) и НЕ (NOT). При одновременной подаче на вхо­ды этого элемента уровней логической единицы на выходе У эле­мента будет уровень логического нуля. Если хотя бы на одном из входов элемента сигнал примет уровень логической единицы, сигнал на выходе устройства немедленно переключится с «нуля» на «единицу».

Эквивалентность (Equivalence) — представляет собой бо­лее сложный по структуре логический элемент. Это логическое устройство имеет на выходе логическую единицу только в том случае, когда все без исключения сигналы на его входах будут иметь один и тот же (т.е. одинаковый, эквивалентный) логический уровень, причем не имеет значения, «ноль» это или «единица».

Исключающее ИЛИ (Excluding OR) — выходной сигнал Y этого логического элемента принимает значение логической еди­ницы только в том случае, когда на одном из его входов присутст­вует логическая единица, а на всех остальных — логический нуль. Стоит нарушить это условие, сигнал на выходе элемента примет значение логического нуля.

7. Элементы памяти. D – триггеры.

Триггер (триггерная система) — класс электронных устройств, обладающих способностью длительно находиться в одном из двух устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов. Каждое состояние триггера легко распознаётся по значению выходного напряжения. По характеру действия триггеры относятся к импульсным устройствам — их активные элементы работают в ключевом режиме, а смена состояний длится очень короткое время.

Элементами запоминания логического результата являются триггеры. Существуют SR-RS и D-триггеры. RS-триггер сохраняет сигнал подаваемый на вход S до момента, пока на входе сброса R не появится “1”.

На базе SR-триггера и двух логических элементов "И" может быть выполнен D-триггер, тактируемый импульсом.

Информация, поступающая на вход D, влияет на состояние выхода Q триггера при единичном состоянии тактового входа С. При этом изменение сигнала D при наличии тактового импульса приводит к изменению сигнала на выходе Q. При нулевом тактовом сигнале триггер сохраняет свое состояние.

Если вход D замкнуть с инверсным выходом, то останется только один вход С. При подаче на вход С импульса триггер переключится, т. е. если на выходе был лог. 0, то станет лог. 1. При следующем импульсе триггер снова переключится, т. е. лог. 1 сменится лог. 0. Таким образом, триггер осуществляет деление частоты входных импульсов на 2 (ведь уровень сигнала на выходе меняется в два раза реже). В таком режиме D-триггер называют счетным или Т-триггером. Этот режим (режим деления частоты) используется довольно широко.

Два последовательно вкл. D-триггера, тактируемых импульсом, позволяют реализовать D-триггеры, тактируемые фронтом и спадом тактового сигнала.