Основы элементарной базы цифровых автоматов. Логические элементы.
К основным логическим элементам современных вычислительных устройств относятся электронные схемы, реализующие операции И, ИЛИ, НЕ, И – НЕ, ИЛИ – НЕ и другие, а также триггер. С помощью этих схем можно реализовать любую логическую функцию, описывающую работу устройства компьютера. Обычно у них бывают от двух до восьми входов и один или два выхода.
Входные и выходные сигналы, соответствующие двум логическим состояниям в логических элементах : 1 и 0 – имеют один из двух установленных уровней напряжения. Например, +5 В и 0 В. Высокий уровень обычно соответствует значению “ИСТИНА” ( « 1» ), а низкий – значению “ЛОЖЬ” ( « 0» ). Каждый логический элемент описывают с помощью таблиц истинности.
Схема И. Эта схема реализует конъюнкцию двух или более логических значений. Связь между выходом z этой схемы и выходами х и у описывается соотношением : z=x*y. Операция конъюнкции на структурных схемах обозначается знаком &(читается как амперсэнд), являющимся сокращенной записью английского слова and.
Схема ИЛИ. Эта схема реализует дизъюнкцию двух или более логических значений. Когда хотя бы на одном входе схемы ИЛИ будет единица, на её выходе также будет единица. Знак 1 на схеме соответствует обозначению , т. е значение дизъюнкции равно единице, если сумма значений операндов больше или равна 1. Связь между выходом z этой схемы и входами x и y описывается соотношением : z= x v y
Схема НЕ. Схема НЕ (инвертор) реализует операцию отрицания.
Схема И – НЕ. Состоит из элемента И и инвертора и осуществляет отрицание результата схемы И.
Схема ИЛИ – НЕ. Схема состоит из элемента ИЛИ и инвертора и осуществляет отрицание результата схемы ИЛИ.
Триггер -(от англ. Trigger – защёлка, спусковой крючок)электронное устройство с двумя устойчивыми состояниями равновесия, чередующимися под воздействием внешних сигналов, предназначенных для записи и хранения 1 бита данных.
Для обозначения этой схемы в английском языке чаще всего употребляют термин flip – flop, что в переводе означает «хлопанье". В отличие от рассмотренных логических схем, триггеры –это логическое устройство с памятью. Входные сигналы триггеров в общем случае зависят не только от иных входных сигналов, действующих в настоящий момент, но и от сигналов, действующих на входы до этого.
Функциональная схема триггера
В схемотехнике приняты следующие обозначения входов триггеров : Q – прямой выход триггера; Ǭ – инверсный выход триггера; S – раздельный вход установки в единичное состояние ( напряжение высокого уровня на прямом выходе Q); R – раздельный вход установки в нолевое состояние ( напряжение низкого уровня на прямом выходе Q); D - информационный вход (на него подается информация, предназначенная для занесения в триггер); C – вход синхронизации; T – счетный вход;
В основе любого триггера находится кольцо из двух инверторов. Это кольцо принято изображать в виде так называемой защелки.
Принципиальная схема RS-триггера
Скачать презентацию Основы элементарной базы цифровых автоматов Логические элементы
Основы элементарной базы цифровых автоматов.pptx