Составные логические элементы

Итак, исходный материал — три основных элемента — у нас есть. Теперь начнем составлять из них остальные. Полученные при этом новые элементы часто имеют свое самостоятельное значение, и по­этому многие элементы, представляемые нами как составные, имеют свое собственное схемное обозначение. Рассмотрим это подробнее.

Для начала соединим элемент «И» с инвертором так, как это показано на рис. 1.6. В результате у нас получится новый элемент. Такой эле­мент имеет название «И-НЕ», и на схеме его часто изображают так, как показано на рис. 1.7. Логика работы нового для нас логического элемента «И-НЕ» очевидна. Сигнал на выходе будет равен нулю в том и только в том случае, когда на всех его входах присутствует ло­гическая единица. Точно таким же образом легко составить элемент «ИЛИ-НЕ».

Попробуем теперь синтезировать более сложный логический элемент под названием «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ». Его тоже часто можно встретить в различных электронных схемах.

Схемное обозначение элемента «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» и его таблица истинности приведены на рис. 1.8. Как видно из таблицы, логика работы элемента соответствует его названию. Это тот же элемент «ИЛИ» с одним небольшим отличием. Если значение на обоих входах равно логической единице, то на выходе элемента «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ», в отличие от элемента «ИЛИ», не еди­ница, а ноль.

10

11

Ицсау в виде комбинационных устройств

Составление логических функций

В цифровой технике решаемая задача обычно формулируется в виде таблицы возможных значений логической функции. Такая таблица носит название таблицы истинности.

Рассмотрим составление такой таблицы на части ИЦСАУ (в полной ИЦСАУ содержатся всевозможные кнопки управления, таймер, система сигнализации и индикации, предохранительные устройства и т.п. ), включающей двигатель стиральной машины. Пусть в сти­ральной машине двигатель должен включаться в трех случаях:

• вращение при стирке по часовой стрелке;

• вращение при стирке против часовой стрелки;

• вращение при отжиме по часовой стрелке.

Пусть включение двигателя регламентируется выполнением следую­щих условий:

• в любом из трех случаев должна быть закрыта дверца машины;

• при стирке машина должна быть заполнена водой, - а при отжиме - наоборот;

• при стирке обмотки двигателя могут быть включены на вращение и по часовой стрелке, и против нее, а при отжиме - только по часо­вой стрелке.

Рассмотрим аргументы, необходимые для формирования функции управления двигателем. Разумеется, они должны быть логическими переменными.

Состояние дверцы машины можно контролировать по сигналу установленного на ней датчика. Пусть сигнал равен "0", если дверца закрыта, и равен "1", если открыта. Этот сигнал будет первым аргументом Х₀.

Вторым аргументом Х₁ необходимо выбрать сигнал датчика заполнения машины водой. Пусть этот упрощенный датчик формирует сигнал "1", если машина заполнена водой, и сигнал "0"; если воды нет.

Третий аргумент Х₂ создается схемой переключения обмоток двигателя. Для нас пока не важно, как работает эта схема. Важно, что она присваивает аргументу Х₂ значение "1", если обмотки включе­ны для движения по часовой стрелке, и значение "0", если они включены для движения в обратном направлении.

Составим таблицу для всех возможных комбинаций аргументов и со­ответствующих им значений искомой функции Y. Она должна

12

принимать значение " 1", когда двигатель может быть включен, и "0", когда его включать нельзя. Поскольку аргументов 3, то возможных значе­ний функции должно быть 2³=8. Все они представлены в табл. 6.

Таблица 6. Таблица возможных значений функции включения двигателя