5. Классификация счетчиков Логический элемент функция не, или, и
Основой цифровой электроники являются логические элементы. На их основе состоят различные триггеры, дешифраторы, счётчики и т.д. Вот, к примеру, говорят же в процессоре миллионы транзисторов, но как их так собрали, ничего не перепутав и всё упорядочив? Из транзисторов собраны логические элементы, из логических элементов собраны различные счётчики, дешифраторы, триггеры, а из триггеров озу память и т.д. , а всё вместе в сборе получается , процессор.
Компоненты процессора собраны в одном кристалле, но когда-то были громоздкие платы, выполняющие такую же функцию.
Зная, как работают логические элементы, можно понять, как работают и все остальные цифровые микросхемы и научиться составлять самому схемы.
Элемент И
Смысл элемента в том, чтобы получить на выходе логический уровень нужно подать на все входы логические единицы (в данном примере их только два, но бывает и больше), то есть И на 1 вход И на 2 вход. Если подать единицу только на один вход, из выхода не будет напряжение идти, будет логический ноль. Думаю по таблице истинности понять его работу нетрудно. На рисунке изображён элемент 2И, то есть у него 2 входа. Наши российские (и советские) микросхемы это все серии ЛИ, например К155ЛИ1 .
Элемент ИЛИ
Чтобы на выходе появился логический уровень, нужно чтобы на любом входе ИЛИ на все входы подать логическую единицу. У элемента бывает более чем 2 входа, так же как и на элементе И. Элементы ИЛИ это микросхемы серии ЛЛ, например К155ЛЛ1 .
Элемент НЕ
Элемент
НЕ выполняет роль инвертора. На выходе
всегда логическая единица, пока на входе
логический нуль и наоборот. Наши
микросхемы это серии ЛН: К155ЛН1, К561ЛН2 и
т.д.
Исключительное ИЛИ
Этот логический элемент имеет необычный смысл работы: на выходе появится логический уровень в том случае, если только на одном из входов будет присутствовать логическая единица. Если на оба входа (или на все) подать одинаковые уровни, тогда на выходе уровень не изменится.
Элемент И-НЕ
Элемент имеет ту же функцию что и элемент И, но только сигнал на выходе инвертируется. Из таблицы смысл не трудно понять. Это микросхемы серии ЛА: К155ЛА3
Элемент ИЛИ-НЕ
Этот элемент тоже имеет такую функцию, как и элемент ИЛИ. Микросхемы серии ЛЕ: К155ЛЕ1
Пример применения логических элементов
RS-триггер
RS триггер – это устройство, которое может устойчиво сохранять одно из двух состояний, или можно сказать «ОЗУ на 1 бит». Q2 это инверсированный Q1 выход. SET установка, RESET сброс. При подаче логического сигнала на RESET, триггер обнуляется, т.е. на Q1 лог. уровень 0. Чтобы триггер перевести в состояние, где из Q1 выходит лог. 1, нужно в момент сброса установить на SET единицу. После прекращения подачи сигнала на RESET, триггер переходит в режим хранения, т.е. триггер запоминает состояние на входе SET.
6. Асинхронный rs триггер с прямыми входами
Асинхронный RS-триггер
с прямыми входамина логических элементах
2ИЛИ-НЕ представлен на рисунке 1.
Рис.1.
Логические элементы ИЛИ-НЕ с инвертированием сигнала образуют петлю положительной обратной связи. При таком соединении логическая единица на выходе одного логического элемента (ЛЭ) поступает на вход другого ЛЭ и обеспечивает логический ноль (инвертирование) на его выходе. Логический ноль на выходе ЛЭ, поступая на вход другого, при инвертировании дает логическую 1. Таким образом, выходы Q и всегда находятся в противоположных состояниях. Соединение элементов по данной схеме позволяет получить цепь с двумя устойчивыми состояниями.
Временные диаграммы, характеризующие работу асинхронного RS-триггера с прямыми входами, показаны на рис. 2.
Рис.2
Для элементов ИЛИ-НЕ активным является высокий уровень — логическая 1, поэтому в режиме хранения данных на входы этого триггера подаются нулевые значения R=S=0. Установка триггера в нужное состояние производится подачей на соответствующий вход активного уровня единицы. Одновременная подача единицы на оба входа (RиS) приводит к неопределенности. На обоих выходахQ ипоявляются единицы, а после отключения входов (S=R=0) может установиться любое состояние. Такая ситуация неопределенности не допустима, поэтому комбинацияS=R=1 считается запрещенной.
Функционирования триггера с прямыми входами на элементах 2ИЛИ-НЕ может быть отражено таблицей истинности
