1.2.2. Реализация логических операций на струйных элементах (логические модули)
Логические модули применяются в устройствах дискретного действия. Различные схемы соединения между собой элементов СТ-55 позволяют реализовать различные логические функции.
В данной работе выполняются только 6 логических операций (рис. 1.5.): дизъюнкция, стрелка Пирса, запрет, импликация, конъюнкция, штрих Шеффера. Операции могут быть реализованы на одном или на двух-трех элементах СТ-55. Операции конъюнкция и штрих Шеффера также можно реализовать на элементе СТ-61 (см. рис. 1.4, б).
Дизъюнкция.
Логическое сложение выполняется на
схеме "ИЛИ". Из полученной логической
формулы (1.1) очевидно, что операция
сложения сигналов Рвых1=Р1+Р2 осуществима
при условии Р3 = Р4 = 0, тогда
на структурный блок 3 "&" (см. рис.
1.4, а)
будет поступать единичный сигнал "1"
от второго блока, следовательно, при
наличии высокого уровня сигналов "1"
Р1 или Р2 или обоих вместе выходной
сигнал также высокого уровня (Рвых =
1). Математическая запись
операции
,
принципиальная схема подключения
каналов элемента приведена на рис. 1.5, а.
Таблица истинности отражена в табл. 1.1
(наборы N 4, 8, 12).
Стрелка Пирса.
Логическую операцию отрицания дизъюнкции
при наличии инверсного выхода 4 в
элементе СТ-55 несложно реализовать на
той же схеме подключения (cм.
рис. 1.5, а),
но используя выходной канал 4.
Математическая запись операции
.
Запрет.
Логическая функция "запрет"
описывается формулой
.
Это выражение может быть получено из
формулы (1.1) при
подстановке
в нее Р1 = 0 и Р3 = 0. Схема функции приведена
на рис. 1.5, б.
Импликация.
Логическая функция
равна 0 при Р1 = 1
и Р2 = 0, во
всех остальных случаях Рвых1 = 1.
Принципиальная схема (рис. 1.5, в)
построена на двух элементах. Выходной
сигнал Р1 инвертируется элементом 1, а
элемент 2
в соответствии
с вышеуказанной операцией "ИЛИ"
реализует логическое сложение:
.
Конъюнкция.
Функция логического умножения (
)
равна 1 при
Р1 = 1
и Р2 = 1.
Схему,
реализующую эту функцию, называют
схемой "И". Она реализуется на трех
элементах СТ-55 (рис. 1.5, г).
Элементы 1 и 2 инвертируют Р2 и Р1, тогда
согласно формуле (1.2) при
условии,
что Р3 = 0,
Р4 = 0
на выходе 4
третьего элемента реализуется.
.
Операция конъюнкции реализуется на прямых входах 2, 3 элемента СТ-61 (рис. 1.2, б, 1.4, б), а в качестве выходного канала используется канал 5.
Штрих Шеффера.
Логическая функция (
)
(И НЕ) является
отрицанием
конъюнкции. Схема может быть реализована
на схеме, приведенной на рис. 1.5, г,
но с
использованием в качестве выходного
канала 5.
1.2.3. Модули памяти
В данной работе исследуются триггеры с раздельными входами: триггер, собранный на СТ-55 по схеме, приведенной на рис. 1.6, а; триггер-элемент СТ-55 (рис. 1.6, б), условное обозначение которого на логических схемах приведено на рис.1.2, г, 1.4, в. Триггер с раздельными входами вырабатывает на выходе 5 (Рвых1 = 1) при подаче сигнала Р1 = 1, а при подаче сигнала Р3 = 1 на выходе триггера 5 устанавливается 0, а на входе 4 Pвых2 = 1. Одновременная подача двух входных сигналов запрещена.
Рис. 1.5. Реализация логических функций (а – дизъюнкция, стрелка Пирса, б – запрет, в – импликация, г – конъюнкция, штрих Шеффера)
Рис. 1.6. Временно-импульсные операции: а, б – триггер, в – генератор