Логические элементы и таблицы истинности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

Абсолютно все цифровые микросхемы состоят из одних и тех же логических элементов - "кирпичиков" любого цифрового узла. Вот о них мы и поговорим сейчас.

Логический элемент - это такая схемка, у которой несколько входов и один выход. Каждому состоянию сигналов на входах, соответствует определенный сигнал на выходе.

Итак, какие бывают элементы?

Элемент "И" (AND)

Иначе его называют "конъюнктор".

Для того, чтобы понять как он работает, нужно нарисовать таблицу, в которой будут перечислены состояния на выходе при любой комбинации входных сигналов. Такая таблица называется "таблица истинности". Таблицы истинности широко применяются в цифровой технике для описания работы логических схем.

Вот так выглядит элемент "И" и его таблица истинности:

Поскольку вам придется общаться как с русской, так и с буржуйской тех. документацией, я буду приводить условные графические обозначения (УГО) элементов и по нашим и по не нашим стандартам.

Смотрим таблицу истинности, и проясняем в мозгу принцип. Понять его не сложно: единица на выходе элемента "И" возникает только тогда, когда на оба входа поданы единицы. Это объясняет название элемента: единицы должны быть И на одном, И на другом входе.

Если посмотреть чуток иначе, то можно сказать так: на выходе элемента "И" будет ноль в том случае, если хотя бы на один из его входов подан ноль. Запоминаем. Идем дальше.

Элемент "ИЛИ" (OR)

По другому, его зовут "дизъюнктор".

Любуемся:

Опять же, название говорит само за себя.

На выходе возникает единица, когда на один ИЛИ на другой ИЛИ на оба сразу входа подана единица. Этот элемент можно назвать также элементом "И" для негативной логики: ноль на его выходе бывает только в том случае, если и на один и на второй вход поданы нули.

Едем дальше. Дальше у нас очень простенький, но очень необходимый элемент.

Элемент "НЕ" (NOT)

Чаще, его называют "инвертор".

Надо чего-нибудь говорить по поводу его работы?

Ну тогда поехали дальше. Следующие два элемента получаются путем установки инвертора на выход элементов "И" и "ИЛИ".

Элемент "И-НЕ" (NAND)

Элемент И-НЕ работает точно так же как "И", только выходной сигнал полностью противоположен. Там где у элемента "И" на выходе должен быть "0", у элемента "И-НЕ" - единица. И наоборот. Э то легко понять по эквивалентной схеме элемента:

Элемент "ИЛИ-НЕ" (NOR)

Та же история - элемент "ИЛИ" с инвертором на выходе.

Следующий товарищ устроен несколько хитрее:

Элемент "Исключающее ИЛИ" (XOR)

Он вот такой:

Операция, которую он выполняет, часто называют "сложение по модулю 2". На самом деле, на этих элементах строятся цифровые сумматоры.

Смотрим таблицу истинности. Когда на выходе единицы? Правильно: когда на входах разные сигналы. На одном - 1, на другом - 0. Вот такой он хитрый.

Эквивалентная схема примерно такая:

Ее запоминать не обязательно.

Собственно, это и есть основные логические элементы. На их основе строятся абсолютно любые цифровые микросхемы. Даже ваш любимый Пентиум 4.

Далее мы позанудствуем о том, как синтезировать цифровую схему, имея ее таблицу истинности. Это совсем несложно, а знать надо, ибо пригодится (еще как пригодится) нам в дальнейшем.

(нажмите для увеличения)

Ну и напоследок - несколько микросхем, внутри которых содержатся цифровые элементы. Около выводов элементов обозначены номера соответствующих ног микросхемы. Все микросхемы, перечисленные здесь, имеют 14 ног. Питание подается на ножки 7 (-) и 14 (+). Напряжение питания - смотри в таблице в предыдущем параграфе.

Публикация: radiokot.ru

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Микророботы швейцарских часовщиков 15.01.2001 Группа сотрудников Швейцарского федерального технологического института под руководством Роланда Зигарта создала группу микророботов. Размер каждого из них немногим больше кубика рафинада. Робот приводится в движение двумя шаговыми часовыми электродвигателями, действующими от батареек. Четыре инфракрасных датчика позволяют ему обходить препятствия и следовать по коридорам лабиринта. При встрече двух роботов они по инфракрасной связи обмениваются своими серийными номерами и тот, у кого номер больше (то есть он "моложе"), уступает дорогу "старшему" и может, подчиняясь его командам, следовать за ним. Микророботы способны сообщать по радио о своих перемещениях центральному компьютеру. А тот строит карту обследуемого ими помещения. Так что команду роботов предлагают использовать для разведки, скажем, помещений на АЭС после выброса радиоактивности.

Другие интересные новости:

▪ 3D улучшает работу мозга

▪ Сверхпроводящий электродвигатель Toshiba

▪ Маска для лица с микрофоном и динамиками

▪ Складной УФ-стерилизатор

▪ Симулятор для разработки автомобильных покрышек

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Важнейшие научные открытия. Подборка статей

▪ статья У советских собственная гордость. Крылатое выражение

▪ статья Какие звезды называют новыми? Подробный ответ

▪ статья Инструктажи по охране труда

▪ статья Ламповый усилитель на EL-34. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бросок карты в зал. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025