принцип работы, обозначение на схеме, виды
Содержание:
- Что такое логический элемент
- Где применяются логические элементы
- Классификация логических элементов
-
Примеры основных логических элементов
- Логический элемент «И»
- Логический элемент «ИЛИ»
- Логический элемент «НЕ»
- Логический элемент «И-НЕ»
- Логический элемент «ИЛИ-НЕ»
- Логический элемент «исключающий ИЛИ»
- Обозначения логических элементов на схеме
Содержание
- Что такое логический элемент
- Где применяются логические элементы
- Классификация логических элементов
-
Примеры основных логических элементов
- Логический элемент «И»
- Логический элемент «ИЛИ»
- Логический элемент «НЕ»
- Логический элемент «И-НЕ»
- Логический элемент «ИЛИ-НЕ»
- Логический элемент «исключающий ИЛИ»
- Обозначения логических элементов на схеме
Что такое логический элемент
Логический элемент — это интегральная схема, выполняющая логические операции с входной информацией.
Этот электронный чип обеспечивает определенную взаимосвязь между сигналами входа и выхода.
Где применяются логические элементы
Логические элементы могут служить автономными частями схемы и составными частями более сложной схемы. В качестве самостоятельного элемента микросхему используют для управления устройством. Также чип с логической опцией имеет назначение генератора импульсов в радиодеталях.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
В комбинационных цифровых схемах рассматриваемые элементы составляют часть больших и сверхбольших интегральных схем, шифраторов и дешифраторов. В триггерах, регистрах, счетчиках и других схемах с памятью также применяют микросхемы с функцией логических действий.
Классификация логических элементов
В зависимости от вида используемых сигналов микросхемы с логическим действием бывают:
- Потенциальные: данные на входе представляют собой напряжения различных уровней.
Высокое напряжение — это логическая единица, означающая истину. Низкое напряжение называется логическим нулем и считается ложным значением. В зависимости от подачи напряжения на входе и выполненной операции на выходе получается истина или ложь. - Импульсные: отсутствие импульсов = логический ноль, наличие импульса = логическая единица.
- Импульсно-потенциальные: Наличие положительного импульса заданной амплитуды означает логическую единицу, его отсутствие — логический ноль.
В зависимости от типа используемых материалов выделяют следующие разновидности микросхем:
- Диодно-резисторная логика.
- Диодно-транзисторная логика. Операции при этой технологии реализуются посредством диодных цепей, а усиление и инверсия сигнала происходят благодаря транзистору.
- Резисторно-транзисторная логика. Данный класс чипов базируется на резисторах и биполярных транзисторах.
- Транзисторно-транзисторная логика. За триодом, выполняющим логическую операцию, подключают выходной инвертор для четкости сигнала на выходе.
Примеры основных логических элементов
На чипах с логической функцией выполняют основные операции:
- конъюнкция — умножение;
- дизъюнкция — сложение;
- инверсия — отрицание;
- сложение по модулю 2.
Логический элемент «И»
Микросхема «И» выполняет конъюнкцию над входной информацией. Элемент «И» имеет 2-8 входов и один выход.
Пример
Для микросхемы с двумя входами логическая единица на выходе возможна только при подаче на оба входа истинного значения. В иных случаях на выходе получится ноль.
Логический элемент «ИЛИ»
Действие сложения над входными данными выполняет элемент «ИЛИ». У этого устройства может быть 2 и более входов и лишь один выход.
Пример
У элемента «ИЛИ» с двумя входами высокий потенциал на выходе появится при подаче такой же величины на первый или второй вход, а также на оба входа одновременно.
Логический элемент «НЕ»
Операцию отрицания осуществляет элемент «НЕ». Поскольку он имеет по одному входу и выходу, его называют инвертором.
Для элемента «НЕ» характерно обращение входной информации. При подаче на вход логической единицы выйдет логический ноль, и наоборот, при подаче нуля выйдет единица.
Логический элемент «И-НЕ»
«И-НЕ» выполняет функцию отрицания результата конъюнкции. Название следует из принципа работы элемента: «И-НЕ» представляет собой элемент «И», который дополнен элементом «НЕ». Следовательно, «И-НЕ» осуществляет операцию, обратную для элемента «И».
Логический элемент «ИЛИ-НЕ»
Комбинация «ИЛИ-НЕ» выполняет операцию отрицания дизъюнкции. Данный элемент является противоположным элементу «ИЛИ», соответственно, значения входа и выхода для этих элементов тоже будут обратными друг другу.
Логический элемент «исключающий ИЛИ»
Элемент с функцией сложения по модулю 2 называется «исключающем ИЛИ», другое его название — «неравнозначность». Данная микросхема имеет два входа и один выход.
Истинное значение будет в случае разных сигналов на входах. Если на обоих входах будет высокий потенциал, на выходе получится низкий. При одновременной подаче низкого уровня сигнала на каждый вход на выходе также будет низкий уровень.
Обозначения логических элементов на схеме
Устройство «И» имеет разное условное обозначение в зависимости от числа входов на устройстве: 2И — чип с двумя входами, «3И» — микросхема с тремя входами и т.д. На схеме это выглядит так:
Элемент «ИЛИ» обозначается подобно интегральной схеме с функцией умножения: «2ИЛИ» = 2 входа, «3ИЛИ» = 3 входа и т. д.:
Чип, осуществляющий отрицание, обозначается схематически так:
На чертеже изображен пример обозначения «2И-НЕ»:
Условное обозначение «2ИЛИ-НЕ» выглядит следующим образом:
«Исключающее ИЛИ» принято изображать так:
Рейтинг: 2.50 (Голосов: 16)
Выделите текст и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter»
Поиск по содержимому
Виды логических элементов
Логические ИМС выпускаются промышленностью в виде серий наборов элементов, которые обеспечивают выполнение множества логических функций, при этом обеспечивают хорошие условия согласования выхода логической ИМС со входом другой логической ИМС той же серии. В основу каждой серии кладется схемное решение основного логического элемента, на основе которого создаются более сложные схемы. Обозначения этих элементов приведены на рис. Таблица истинности элемента И—НЕ Сравним табл. Мы убеждаемся, что значения функции F в этих таблицах инверсны, т. Рассмотрим основные типы логики.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Основные типы логических элементов
- Логические схемы и таблицы истинности
- Логические элементы
- Логические элементы компьютера
- Логические основы работы компьютера
- Энциклопедия по машиностроению XXL
- Логические элементы
- Классификация и основные параметры логических элементов
- Логические элементы И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Урок №27. Базовые логические элементы.
Основные типы логических элементов
Логические элементы являются «кирпичиками» для построения различных узлов цифровой схемотехники. Примем за основу позитивную логику, где высокий уровень будет «1», а низкий уровень примем за «0». Чтобы можно было более наглядно рассмотреть выполнение логических операций, существуют таблицы истинности для каждой логической функции.
Реализацию логических выражений можно осуществить с помощью простых электронных схем, на входы которых поступают электрические входные сигналы, а на выходе формируется выходной сигнал, который соответствует логической функции.
Логический элемент И. Представляет собой схему, в которой сигнал 1 на выходе появляется только тогда, когда на входе А и входе В совпадают сигналы 1. Простейший логический элемент И может быть реализован на последовательно включённых контактах реле, управляемых с помощью кнопок.
Условное обозначение логического элемента И с двумя входами показано ниже. На выходе логического элемента И сигнал 1 появится только тогда, когда на всех входах совпадут сигналы 1. Логический элемент ИЛИ. Представляет собой схему, на выходе которой появляется сигнал 1, если на входе А или входе В или на обоих входах присутствует сигнал 1.
Простейший логический элемент ИЛИ может быть реализован на параллельно включённых контактах реле, управляемых с помощью кнопок. Условное обозначение логического элемента ИЛИ с двумя входами показано ниже. На выходе логического элемента ИЛИ сигнал 1 появится в случае появления хотя бы на одном из входов сигнала 1. Логический элемент НЕ. Представляет собой схему, на выходе А которой появляется сигнал 1 при отсутствии на входе А сигнала 1.
Простейший логический элемент НЕ реализован на реле с нормально замкнутыми контактами. Условное обозначение логического элемента НЕ показано ниже. На выходе логического элемента НЕ сигнал 1 появится в случае отсутствия сигнала 1 на входе.
Логические элементы И, ИЛИ и не предназначены для выполнения трёх основных операций цифровой логики над дискретными сигналами. С помощью этих элементов можно реализовать логические операции любой сложности. Поэтому эти элементы называются основными. Скачать набор логических элементов. Перевод чисел из десятичной системы в двоичную систему осуществляется последовательным делением числа на 2. Первое деление даёт младший разряд, а последнее деление даёт старший разряд числа.
Для обратного преобразования достаточно суммировать веса разрядов представляющие собой степени числа 2. Число разряда начинается с 0, затем 1, 2, Пропущены второй и шестой разряды, где стоят нули, то есть 2 и Двоичное число легко представить в виде последовательности прямоугольных импульсов. На таком напряжении питания работают интегральные микросхемы транзисторно-транзисторной логики ТТЛ с малой степенью интеграции, которые в своё время пользовались огромной популярностью у радиолюбителей.
Их используют и сейчас в несложных самоделках. Это микросхемы серий К, К и микросхемы высокого быстродействия и более высокой частоты КР и К В них использовались диоды Шоттки. Он означал:. Поскольку микросхемы бывают с разным напряжением питания, то и уровни логического нуля и логической единицы будут иметь другие значения.
Логику, где логическая единица положительна, принято называть позитивной логикой. Есть схемы, где логическая единица равна нулю, а логический ноль это импульс отрицательной полярности.
Примеры применения логических элементов для выбора числового значения при котором необходимо включить исполнительное устройство. На выходе получаем код — это число 6, и этот код сбрасывает счетчик в ноль, но на индикаторе мы видим счет от 0 до 5. Перевод чисел. Используем бесконечный ряд и пишем числа справа налево. Простейшие логические схемы Реализацию логических выражений можно осуществить с помощью простых электронных схем, на входы которых поступают электрические входные сигналы, а на выходе формируется выходной сигнал, который соответствует логической функции.
Преобразователи формы сигналов.
Логические схемы и таблицы истинности
Логические схемы создаются для реализации в цифровых устройствах булевых функций функций алгебры логики. В цифровой схемотехнике цифровой сигнал — это сигнал, который может принимать два значения, рассматриваемые как логическая «1» и логический «0». Первые три логических элемента позволяют реализовать любую, сколь угодно сложную логическую функцию в булевом базисе. Мы будем решать задачи на логические схемы, реализованные именно в булевом базисе. Для обозначения логических элементов используется несколько стандартов.
На этой странице вы познакомитесь с базовыми логическими элементами И, ИЛИ, НЕ. Обозначение, работа, таблицы истинности логических.
Логические элементы
Простейшим логическим элементом является инвертор, который просто изменяет входной сигнал на прямо противоположное значение. Его логическая функция записывается в следующем виде:. Так как вход у инвертора только один, то его таблица истинности состоит всего из двух строк. В качестве логического инвертора можно использовать простейший усилитель с транзистором, включенном по схеме с общим эмиттером или истоком для полевого транзистора. Микросхемы логических инверторов могут обладать различным временем распространения сигнала и могут работать на различные виды нагрузки. Они могут быть выполнены на одном или на нескольких транзисторах. Но независимо от схемы логического элемента и её параметров все они осуществляют одну и ту же функцию. Инверторы присутствуют практически во всех сериях цифровых микросхем. В отечественных микросхемах инверторы обозначаются буквами ЛН.
Логические элементы компьютера
Логические элементы являются «кирпичиками» для построения различных узлов цифровой схемотехники. Примем за основу позитивную логику, где высокий уровень будет «1», а низкий уровень примем за «0». Чтобы можно было более наглядно рассмотреть выполнение логических операций, существуют таблицы истинности для каждой логической функции. Реализацию логических выражений можно осуществить с помощью простых электронных схем, на входы которых поступают электрические входные сигналы, а на выходе формируется выходной сигнал, который соответствует логической функции.
Проблемы, что в любом состоянии языка можно обнаружить устаревшие слова и неологизмы новые слова.
Логические основы работы компьютера
Цель: Ознакомление с принципом построения логических элементов на интегральных микросхемах ИМС и методами исследования их в статике и динамике. Логическими элементами называются устройства для преобразования числовой дискретной информации взаимообусловленности истинных и ложных суждений или высказываний. Простые суждения представляются элементарными функциями, состоящими из двух аргументов, которые могут быть обозначены различными математическими символами. Из элементарных логических функций могут быть составлены сложные логические функции. Двузначные суждения легко реализуются двухпозиционными элементами с двумя устойчивыми состояниями, такими, как логические элементы.
Энциклопедия по машиностроению XXL
Низкие значения логических перепадов в ЭСЛ-логике способствуют снижению влияния на быстродействие паразитных ёмкостей[1]. При этом транзистор, у которого напряжение на базе выше, пропускает через себя основной ток. Как правило, один транзистор в схеме сравнения подключен к опорному уровню, равному напряжению логического порога, а остальные транзисторы являются входами. Благодаря широкому распространению ТТЛ входные и выходные цепи электронного оборудования часто выполняются совместимыми по электрическим характеристикам с ТТЛ. Максимальное напряжение в схемах с ТТЛ может достигать 24В, однако это приводит к большому уровню паразитного сигнала. Достаточно малый уровень паразитного сигнала при сохранении достаточной эффективности достигается при напряжении 5В, поэтому данная цифра и вошла в технический регламент ТТЛ.
Простейшим логическим элементом является инвертор, распространения сигнала и могут работать на различные виды нагрузки.
Логические элементы
Знания из области математической логики можно использовать для конструирования электронных устройств. Таким предметом, имеющим два фиксированных состояния, может быть электрический ток. Простейшим логическим элементом является инвертор , выполняющий функцию отрицания.
Классификация и основные параметры логических элементов
ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как работают логические элементы. Часть1
Физически логические элементы могут быть выполнены механическими, электромеханическими на электромагнитных реле , электронными в частности, на диодах или транзисторах , пневматическими, гидравлическими , оптическими и другими. От десятичных логических элементов перешли к двоичным логическим элементам. Двоичность и троичность позволяет значительно сократить количество операций и элементов, выполняющих эту обработку, по сравнению с десятичными логическими элементами. Логические элементы выполняют логическую функцию операцию над входными сигналами операндами, данными. Поэтому в данной статье рассматриваются только простейшие и важнейшие логические элементы. Логические операции булева функция своё теоретическое обоснование получили в алгебре логики.
Логический элемент. На рис.
Логические элементы И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ
Основы электроники. Электрическая схема, предназначенная для выполнения какой-либо логической операции с входными данными, называется логическим элементом. Входные данные представляются здесь в виде напряжений различных уровней, и результат логической операции на выходе — также получается в виде напряжения определенного уровня. Операнды в данном случае подаются в двоичной системе счисления — на вход логического элемента поступают сигналы в форме напряжения высокого или низкого уровня, которые и служат по сути входными данными. Так, напряжение высокого уровня — это логическая единица 1 — обозначает истинное значение операнда, а напряжение низкого уровня 0 — значение ложное. Логический элемент — элемент, осуществляющий определенные логические зависимость между входными и выходными сигналами. Логические элементы обычно используются для построения логических схем вычислительных машин, дискретных схем автоматического контроля и управления.
Нетрудно заметить см. На рис. Реализация смешивания двух сигналов. Схемы совпадения двух сигналов.
логических схем
логических схемЛогические схемы
Логические схемы используют два разных значения физической величины, обычно напряжение, для представления логических значений true (или 1) и ложь (или 0). Логические схемы могут иметь входы и один или несколько выходов, которые хотя бы частично зависят от их вложений. В схемах логических цепей соединения от выхода одной схемы к вход другой схемы часто обозначается стрелкой на входе конец.
По своему поведению логические схемы очень похожи на программирование.
языковые функции или методы.
Их входы аналогичны параметрам функций, а их выходы
аналогичны значениям, возвращаемым функцией.
Однако логическая схема может иметь несколько выходов.
Существует два основных типа логических схем: комбинационные схемы и государственная схема.
- Комбинационная схема ведет себя как простая функция. Выход комбинационной схемы зависит только от тока значения его входа.
- Схема состояния ведет себя больше как объектный метод. Выход схемы состояния зависит не только от ее входов. — это также зависит от прошлой истории его входов. Другими словами, схема имеет память. Это очень похоже на метод объекта, значение которого зависит от состояние объекта: его переменные экземпляра.
Эти два типа схем работают вместе, чтобы составить процессор. путь к данным.
Процессор Datapath
Путь данных процессора концептуально состоит из двух частей:
- Элементы состояния содержат информацию о состоянии процессора. в течение текущего такта.
Все регистры являются элементами состояния.
- Комбинационная логика определяет состояние процессора для следующий такт. АЛУ представляет собой комбинационную логику.
Эта диаграмма, как и большинство диаграмм на этом веб-сайте, соответствует следующие соглашения:
- Тактовые сигналы окрашены апельсин.
- Сигналы управления окрашены в синий цвет.
Комбинированная схема
Выход комбинационной схемы зависит только от тока
значения его входа.
Комбинационная схема концептуально построена из базовой логики
вентили: вентили И, вентили ИЛИ, вентили исключающее ИЛИ и инверторы.
Выходы вентилей в комбинационной схеме никогда не возвращаются обратно.
непосредственно к более ранним входам.
Базовые логические вентили можно комбинировать для формирования различных логических вентилей более высокого уровня. единицы измерения:
- Маршрутизация
- мультиплексоры — имеют несколько входных сигналов данных и управляющий вход. Выход идентичен одному из входов. Значение управляющего сигнала определяет какой из них.
- демультиплексоры — имеют один входной сигнал данных, управляющий входные и несколько выходных сигналов. Все выходные сигналы равны 0 (ложь), кроме одного выбирается управляющим входом. Выбранный выход идентичен вводу данных.
- Вычислительный
- полные сумматоры — выполняют один столбец двоичного файла
добавление.
Они являются основным строительным блоком для многоразрядных сумматоров и
вычитатели.
- сумматоры и вычитатели — добавляют или вычитают два двоичных или числа с дополнением до двух. Вычитатель — это просто сумматор с дополнительной схемой для выполнения вычислений. операция дополнения до двух на одном из входов. Обычно они предназначены для сложения или вычитания. по указанию управляющего сигнала.
- компараторы — сравнивают два двоичных файла или дополнение до двух числа.
- полные сумматоры — выполняют один столбец двоичного файла
добавление.
Они являются основным строительным блоком для многоразрядных сумматоров и
вычитатели.
Сумматоры, вычитатели и компараторы здесь не описываются. Они описаны в Целочисленное сложение и Вычитание.
Вьетнамки
Триггер является основным элементом схемы состояний. Он имеет три входа:
- D — данные для записи в триггер
- En — позволяет записывать данные в триггер
- Cl — часы, которые определяют, когда данные записываются в триггер
Триггер имеет один выход:
- Q — данные выводятся, самое последнее значение данных записывается в триггер.
Реализация триггера
Регистры
Регистр — это всего лишь многоразрядный аналог триггера. Он имеет три входа:
- D — данные для записи в регистр
- En — разрешает запись данных в регистр
- Cl — часы, определяющие, когда данные записываются в регистр
Регистр имеет один выход:
- Q — данные выводятся, самое последнее значение данных записывается в регистр
Это те же входы и выходы, что и у триггера.
Разница лишь в том, что вход D и вход Q Выход — это многобитные сигналы.
Как показано слева, регистр реализован как группа триггеры, которые разделяют свои часы и разрешают сигналы.
Реализация регистра
Регистр реализован как группа триггеров, которые имеют общие
часы и разрешающие сигналы.
Процессор Datapath Control
Сигналы управления трактом передачи данных процессора можно классифицировать по какую часть процессора они контролируют:
- Государственный контроль
- Комбинированные элементы управления
Комбинационное логическое управление
Сигналы управления для комбинационной логики часто просто контроль маршрутизации. Часто эти сигналы подаются на мультиплексоры.
Например, многие инструкции записывают результат в регистр. Мультиплексор необходим, чтобы выбрать, поступают ли эти данные из вычисления (арифметические и логические инструкции) или из памяти (загрузка инструкции).
Последовательные и комбинационные логические схемы
Просмотр пути к курсу На любом цифровом устройстве, таком как компьютер или планшет. Вы найдете ряд цифровых схем. Цифровые схемы — это, по сути, схемы, которые работают на цифровой концепции нулей и единиц. Это означает, что они включаются или выключаются. Таким образом, мы можем сказать, что у них есть уникальная работа по включению применения определенной логики. И что мы подразумеваем под логикой? По существу специфическое расположение двоичных кодов. Следовательно, эти цифровые схемы также известны как коммутационные схемы. В цифровой электронике различают два основных типа цифровых логических схем — комбинационные и последовательные логические схемы.
Содержание
Что такое комбинационные логические схемы? Комбинационные схемы представляют собой базовый набор логических вентилей. Их выходы зависят только от текущих входов. Комбинационные схемы также не зависят от времени. Наряду с отсутствием таких понятий, как прошлые входы, комбинационные схемы также не требуют никаких часов. Результатом этих свойств является простая схема, способная реализовать сложную логику, используя только логические вентили. Простой для понимания пример — полный сумматор.
Существует три основных типа комбинационных логических схем.
- Арифметические и логические комбинационные схемы – сумматоры, вычитатели, умножители, компараторы.
- Комбинационные схемы обработки данных – мультиплексоры, демультиплексоры, приоритетные кодеры, декодеры.
- Комбинированные схемы преобразования кода — двоичный код в серый, серый в двоичный, двоичный в избыточный 3, семисегментный и т. д.
Последовательные схемы представляют собой набор элементов памяти. Эти элементы памяти являются триггерами. Эти схемы способны «запоминать» данные. Следовательно, выход последовательной схемы зависит от текущего ввода, а также от прошлого ввода.
Кроме того, поскольку присутствуют триггеры, выход последовательной схемы также зависит от тактового входа. Эти схемы достаточно сложны. Они способны реализовать сложную логику с памятью. Добавьте к комбинационной схеме элемент памяти и обратную связь, и вы получите последовательную схему.
- Синхронные последовательные схемы – Тот же тактовый вход синхронизирует все элементы памяти, что и в синхронных счетчиках.
- Асинхронные последовательные схемы – Внешние часы отсутствуют. Однако тактовые входы получают импульсные входы от других источников/элементов в схеме — например, асинхронных счетчиков.
Они имеют память и используются для разработки устройств хранения памяти
| Объединения логических цепей | Последовательные цепи.Похожие записи |