Елемент «і-не»
Ц
ей
елемент реалізує функцію:
– інверсію
добутку.
Він складається з елементів «И» і «НЕ», сполучених послідовно між собою (мал. 8).
Працює елемент таким чином. Якщо хоча б на одному з входів X немає сигналу «1», то в результаті логічного множення X1 · X2 на виході Y’ повинен був з’явитися сигнал «0», але вихід Y’ інвертований, отже, на виході матимемо в цьому випадку «1». Коли ж на всі входи X поступить «1», на попередньому виході Y’ буде «1», а на інвертованому виході Y – «0».
Таким чином, елемент «І–НЕ» видає «1» за наявності «0» хоча б на одному із входів X і лише під час подання «1» на всі входи на виході з’явиться «0».
Цьому елементу, згідно теореми до Моргана
,
буде еквівалентний елемент «НЕ–АБО», який здійснює функцію
– суму
інверсій (див. мал. 9).
Отже, в схемах може бути здійснена заміна елементу І-НЕ на елемент АБО з інвертованими на входах сигналами.
Елемент або – не (елемент Пірса)
Е
лемент
реалізує функцію
(інверсія суми). Він складається з
послідовно сполучених двох основних
елементів «АБО»
і «НЕ»
(мал. 10).
Працює елемент таким чином. За наявності «1» хоча б на одному або всіх входах Х на виході Y’ буде «1», а на остаточному виході Y – «0», лише тільки тоді, коли на всі входи Х поступатиме «0», на виході Y’ матимемо «0», а на виході Y – «1».
Т
аким
чином, елемент видає на виході «1» тільки
в тому випадку, якщо на всі входи Х
поступає
«0»; у решті випадків на виході Y
буде
«0».
Тотожний елементу Пірсу АБО-НЕ буде елемент НЕ-І, що виконує логічний добуток інвертованих сигналів (мал. 11).
Число входів в логічних елементах різного призначення може бути будь-яким, але всі входи кожного елементу рівнозначні. Деякі з них при роботі в конкретних пристроях не використовуватися. Невживані входи в схемах І, І-НЕ сполучають з +Uживл, а в схемах АБО, АБО-НЕ, складання по модулю 2 – із загальним провідником.
Тригери
Однією з чудових властивостей цифрової інформації є те, що можливо побудувати для неї статичні пристрої, що запам’ятовують. Простими цифровими пристроями для запам’ятовування є тригери.
Тригер – це пристрій послідовного типу з двома стійкими станами рівноваги, призначене для запису і зберігання інформації. Під дією вхідних сигналів тригер може перемикатися з одного стійкого стану в інший. При цьому напружено на його виходах змінюється стрибкоподібно.
Грубою механічною моделлю тригера може служити перекидна дошка – гойдалка, яку можна побачити на будь-якому дитячому майданчику. Така дошка за відсутності зовнішньої дії знаходиться в одному з двох стійких станів, при якому один з її кінців упирається в землю.
Два стійкі стани тригера називають одиничними і нульовими.
Тригер
в загальному випадку має один або
декілька входів, на які поступають
керуючі сигнали, і два виходи: прямий
Q,
або одиничний, і інверсний
– зворотний, або нульовий. В одиничному
стані тригера на виході Q
підтримується
рівень логічної «1», а на виході
– рівень логічного «0»; у нульовому
стані – навпаки.
Найважливішою характеристикою тригера є його швидкодія, тобто здатність переходити з одного стійкого стану в інший за короткий час Чисельно швидкодія визначається як максимально допустиме число перемикань за одиницю часу. Час, необхідний для приведення схеми в рівновагу після чергового стрибка, тобто мінімальний допустимий час між двома перемиканнями, називається роздільним часом тригера
За способом запису інформація тригери діляться на асинхронні і синхронізуються (тактовані).
У асинхронних тригерах інформація може записуватися безперервно і визначається інформаційними сигналами, що діють на входах у даний момент часу. Якщо інформація заноситься в тригер тільки у момент так званого синхронізуючого сигналу, то такий тригер називається таким, що синхронізується або тактованим. Крім інформаційних входів, тригери, що синхронізуються, мають тактовий вхід (вхід синхронізації).
У цифровій техніці прийняті наступні позначення входів тригерів:
S – роздільний вхід установки в одиничний стан (напруга високого рівня на прямому виході Q);
R – роздільний вхід установки в нульовий стан (напруга низького рівня на прямому виході );
D – інформаційний вхід (на нього подається інформація, призначена для занесення в тригер);
С – вхід синхронізації;
Т – рахунковий вхід.
У логічних пристроях використовують різні типи тригерів на різноманітній елементній базі. Найбільшого поширення з них набули RS-тригери з двома настановними входами, тактований D-тригер і рахунковий Т-тригер.
Розглянемо функціональні можливості кожного з них.