Логические элементы. Устройств обработки информации по назначению и исполнению существует бесконечно много

Устройств обработки информации по назначению и исполнению существует бесконечно много. Но все они могут быть созданы с использованием трех базовых логических элементов - НЕ, ИЛИ, И, Этот набор элементов называют функционально полным. Работу логических элементов удобно описывать в виде таблиц истинности, которыми задается соответствие между набором входных сигналов элемента и выходным сигналом.

Элемент НЕ (рис. 6.14) логическое отрицание или инверсия- описывается (рис.14.) таблицей истинности (а), имеет схему (б), условное обозначение (в) и передаточную характеристику (г). Таблица истинности

Рис. 6.14 Логический элемент НЕ

расшифровывается так: если на входе X = 0, то на выходе Y = 1 или, если X = 1, то Y = 0.

Видно, что элемент НЕ является электронным ключом, работа которого описана в предыдущем п.4.1.

Рис. 6.15 Логический элемент ИЛИ

Элемент ИЛИ - (рис.6.15) - логическое сложение или дизъюнкция -описывается таблицей истинности (а), имеет схему (б) и условное обозначение (в). Таблица истинности отражает следующее: выходной сигнал У = 1, если хотя бы на одном из входов сигнал единичный, т.е. X₁ = 1 ИЛИ Х₂ = 1.

Действительно, если X₁ = 1, то независимо от значения Х₂ открыт диод Д1 и У = 1, если Х₂ = 1, то независимо от X₁ открыт диод Д2 и У = 1.

Элемент И (рис.6.16) - логическое умножение или конъюнкция -описывается таблицей истинности (а), имеет схему (б) и условное обозначение (в). Таблица истинности отражает следующее: выходной сигнал У = 1, если одновременно все входные сигналы единичные, т.е. Х₁ = 1 И Х₂ = 1.

Рис. 6.16 Логический элемент И.

Действительно, если хотя бы один из входных сигналов нулевой, например, Х₂ = 0, то открыт диод Д2 и, следовательно потенциал общей точки диодов Д1, Д2 и резистора R нулевой и, поэтому, У = 0 независимо от значения остальных входных сигналов. Если вое входные сигналы единичные, то все диоды Д1, Д2 закрыты и на выход через резистор R поступает напряжение Uun.

Необходимо отметить, что элементы И и ИЛИ могут иметь любое большее 2-х число входов. Рассмотренные схемные реализации элементов НЕ, ИЛИ, И простейшие и не единственно возможные. На практике применяется до 10 стандартных схемных решений логических элементов, отличающихся напряжением питания, быстродействием и т.д.

Логические элементы вместе с запоминающими устройствами составляют элементную базу устройств цифровой обработки информации.

Пример. Определить значения логической функции на выходе микросхе­мы К155ЛРЗ при поступлении на ее входы нормального двоичного кода, соответствующего десятичному номеру состояний N_I0 = 500, 250, 1 и 0.