2.ОСНОВЫ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ТЕХНИКИ 2.1., Логические функции и логические схемы
Логическое высказывание — это высказывание, относительно которого можно одно значно сказать истинно оно или ложно. Логическое высказывание формализуется с помощью логических функций. Логическая функция может принимать два значения: «истина» или «ложь» («1» или «О» соответственно).
Таблица истинности — это табличное задание логической функции.
Элементарные логические функции «или», «и», «не».
«ИЛИ» логическое сложение — дизъюнкция, описывается функцией F = Х \ + Х 2 =
= X \v Х 2 |
|
|
|
Таблица истинности |
Обозначение на схемах |
Временная диаграмма |
|
X I |
Х 2 |
F |
|
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
|
-1 |
0 |
1 ; |
|
1 |
1 |
1 |
|
Условимся, чтр логической еди нице будет соответствоватьь высокий уровень сигнала, логическому нулю — низкий (нулевой) уровень.
Нарпа2.1 представлена техни ческая реализация функции «ИЛИ» на ключах и диодах. При подаче на один из входов (или на оба).высокого потен циала (логической единицы) диоды от крываются и сигналы проходят нд вы ход. В случае, если на оба входа пода ётся низкий уровень — диоды закрыты, на выходе будет нулевой уровень (ло гический ноль).
«И» |
логическое умножение — конъюнюрщ |
- Х \л Х 2 . |
i |
Рис. 2.1
описывается функцией F = Х \ • Х 2 =
1
Таблица истинности |
Обозначение на схемах] |
|||
X I |
Х 2 |
F |
xi_ |
|
0 |
0 |
0 |
||
0 |
1 |
0 |
F ' |
|
Х2 |
||||
"1 |
0 |
и |
||
1 |
1 |
1 |
|
|
зз
На рис.2.2 представлена техниче ская реализация функции «И» на ключах и диодах. При подаче на один из входов (шш на оба) низкого потенциала (логиче ского нуля) диоды открываются и шунти руют сопротивление R„ , в результате че го на выходе будет низкий потенциал (ло гический ноль). Для того чтобы на выхо де был высокий потенциал (логическая единица), необходимо на оба входа подать высокий потенциал и тем самым запереть
диоды. Ток от источника будет протекать по резисторам R\ и Ян и на выходе будет падение напряжения на Rn, соответствующее логической единице.
«НЕ» — логическое отрицание — инверсия, логическое отрицание описывается функ цией F = X
|
стинности |
Обозначение на схемах |
Временная диаграмма |
X |
: F |
X |
|
1 |
0 |
|
|
|
|
||
0 |
1 |
|
|
|
|
Для реализации логического отрицания используется |
|
|
|
свойство главной усилительной цепи каскада инвертировать |
|
|
|
сигнал (рис.2.3). Поскольку на реальных диодах в схемах «И» |
|
|
|
и «ИЛИ» при прямом включении происходит падение напря |
|
|
|
жения, то для доведения его до прежнего уровня логической |
|
|
|
единицы необходимо' ставить усилительный каскад. Так как |
|
|
|
главная усилительная цепь каскада (рис.2.3) инвертирует сиг |
|
|
|
нал, то в результате получаются функции «ИЛИ-HE» или «И- |
|
|
|
НЕ». |
|
|
|
«ИЛИ-HE». Выражение, описывающее функцию |
|
|
|
«ИЛИ-HE»: F = X \w X 2 = Х \7 X 2 . |
|
Таблица истинности |
Обозначение на схемах |
Временная диаграмма |
|
Классификация триггеров:
1)по функциональному назначению: R-S-типа;
О-типа; Т-типа;
./-К-типа;
2)по способу управления: асинхронные; синхронные (тактируемые).
Асинхронные триггеры меняют своё состояние по приходу соответствующего управ ляющего импульса.
Синхронные триггеры изменяют своё состояние при наличии управляющего импульса в момент прихода синхронизирующего (тактового) импульса.
Классификация входов триггеров:
1.Статические входы, которые управляются уровнем сигнала.
2.Динамические входы, которые управляются либо фронтом, либо срезом.
2.2.1.Триггер r-s-типа
Условное обозначение:
прямой выход инверсный выход
Если триггер находится в единичном состоянии, то 6 = 1, 6 = 0. Ситуации Q=Q не существует.
Таблица истинности Л-5-триггера
S |
R |
Qn |
|
0 |
0 |
||
Qn-i |
|||
1 |
0 |
||
1 |
|||
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
Запрещённая |
|
|
|
комбинация" |
Здесь Qn-\ состояние триггера до подача управляющих сигналов, Qn — состояние триггера после подачи управляющих сигналов.