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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Скоростное путешествие на Марс 26.01.2023 В NASA выбрали несколько новых космических проектов для возможной реализации в будущем. Среди них и проект американских ученых, заключающийся в том, что нужно использовать новый тип ядерного двигателя в космической ракете, чтобы она смогла долететь до Марса за 45 дней. NASA сейчас имеет очень далеко идущие планы по освоению космоса, а потому активно привлекает ученых для разработки новых технологических проектов, которые можно реализовать в космосе. Фокус уже писал о некоторых из них, которые касаются, например, создания кислородного трубопровода на Луне и нового самолета для полетов на Титане. На этом этапе NASA выбрало 14 проектов, первоначально получивших финансирование для дальнейших разработок. То есть это только первая фаза изучения, а к третьей фазе достанутся всего несколько проектов. NASA уже через несколько лет собирается взорвать астронавтов на Луну, а затем в конце десятилетия начать строительство первой лунной базы. Следующим этапом в освоении космоса будет высадка на Марс, которая может уже состояться в следующем десятилетии. Поэтому проекты, относящиеся к Красной планете, особенно интересны космическому агентству США. Среди таких проектов есть новая концепция ядерного двигателя для космической ракеты от Райана Госсе из Университета штата Флорида в США. На самом деле, концепция не совсем новая, хотя и является инновационной технологией, которая, возможно, получит дальнейшее финансирование. Еще в 20 веке США уже занимались созданием ядерного теплового двигателя и ядерного электрического двигателя для космических ракет. Но эти проекты не получили дальнейшего развития. Госсе предложил объединить два типа ядерного двигателя в один, который будет состоять из двух частей, то есть тепловой и электрической. Это позволит, по словам ученого, добраться до Марса за 45 дней. Данный ядерный двигатель, как уже было сказано выше, будет состоять из двух компонентов, которые будут дополнять друг друга. Например, ядерно-тепловой двигатель состоит из ядерного реактора, который нагревает жидкое водородное топливо, превращает его в ионизированный газообразный водород, который затем создает тягу. С другой стороны, ядерно-электрический двигатель состоит из ядерного реактора, обеспечивающего электроэнергией двигатель на эффект Голла, то есть ионный двигатель, генерирующий электромагнитное поле. Это поле ионизирует и ускоряет инертный газ, например ксенон для создания тяги. Оба этих двигателя имеют значительные преимущества по сравнению с обычным химическим двигателем в космических ракетах. Новый двигатель, по словам Госсе, будет сочетать преимущества обоих ядерных ракетных двигателей - теплового и электрического. Такая двойная конструкция сможет обеспечить скорый полет к Марсу за 45 дней, и так люди смогут быстро летать и к другим, более далеким планетам Солнечной системы. Сегодня обычные ракетные двигатели способны доставить на Марс астронавтов за 9-12 месяцев. Поэтому такое короткое путешествие в течение 45 дней значительно снизит риски пилотируемого полета, а также будет более безопасным для здоровья астронавтов.

Другие интересные новости:

▪ Texas Instruments выпустит чипы ULP Bluetooth

▪ Китай подогреет Японию

▪ Телефонная одежда

▪ Робот-пылесос для квартиры

▪ Новые мощные МОП-транзисторы NXP

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. ПТЭ. Подборка статей

▪ статья Царь! Помни о греках. Крылатое выражение

▪ статья Сколько километров между Тихим и Атлантическим океанами? Подробный ответ

▪ статья Лен обыкновенный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Узкополосный источник качающейся частоты. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бутылка приклеивается ко лбу. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025