ศึกษาองค์ประกอบเชิงตรรกะ การวิจัยลอจิกเกต

ส่วนของเว็บไซต์

ตัวเลือกของบรรณาธิการ:

การโฆษณา

บ้าน - ข้อมูล

วัตถุประสงค์ของการทำงาน – การศึกษาเชิงปฏิบัติขององค์ประกอบเชิงตรรกะที่ใช้ฟังก์ชันพื้นฐานของพีชคณิตตรรกศาสตร์ (ฟอล - การศึกษาทดลององค์ประกอบลอจิกที่สร้างขึ้นบนวงจรไมโครในประเทศของซีรีส์ K155, K561

1. ข้อมูลทางทฤษฎีโดยย่อ

1.1. พื้นฐานทางคณิตศาสตร์ของอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลและเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์คือพีชคณิตของตรรกะหรือพีชคณิตแบบบูล (ตั้งชื่อตามนักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ John Bull)

ในพีชคณิตแบบบูล ตัวแปรอิสระหรืออาร์กิวเมนต์ (X) รับเพียงสองค่า: 0 หรือ 1 ตัวแปรหรือฟังก์ชันตาม (Y) สามารถรับได้เพียงหนึ่งค่าจากสองค่าเท่านั้น: 0 หรือ 1 ฟังก์ชันพีชคณิตเชิงตรรกะ (FAL) จะแสดงเป็น : :

Y = F (X 1; X 2; X 3 ... X N)

การระบุ FAL รูปแบบนี้เรียกว่าพีชคณิต

1.2. ฟังก์ชันลอจิคัลหลักคือ:

การปฏิเสธเชิงตรรกะ (ผกผัน)

การบวกเชิงตรรกะ (การแยกส่วน)

Y = X 1 + X 2 หรือ Y = X 1 V X 2 ;

การคูณเชิงตรรกะ (การรวมกัน)

Y = X 1 · X 2 หรือ Y = X 1  X 2

ฟังก์ชันพีชคณิตเชิงตรรกะที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น ได้แก่:

ฟังก์ชันสมมูล

Y = X 1 · X 2 +
หรือ Y = X 1 ~ X 2 ;

ฟังก์ชันความไม่เท่าเทียมกัน (เพิ่มเติมแบบโมดูโลสอง)

ย=
+
หรือ Y = X 1 X 2 ;

ฟังก์ชันเพียร์ซ (การบวกเชิงตรรกะพร้อมการปฏิเสธ)

ย=
;

ฟังก์ชันแชฟเฟอร์ (การคูณเชิงตรรกะพร้อมการปฏิเสธ)

ย=
;

1.3. กฎหมายและกฎเกณฑ์ต่อไปนี้ใช้กับพีชคณิตแบบบูล:

กฎหมายการกระจาย

X 1 (X 2 + X 3) = X 1 X 2 + X 1 X 3

X 1 + X 2 · X 3 = (X 1 + X 2) (X 1 + X 3) ;

กฎการทำซ้ำ

X X = X , X + X = X ;

กฎการปฏิเสธ

เอ็กซ์ = 0 , X + = 1 ;

ทฤษฎีบทของเดอมอร์แกน: หากต้องการรับฟังก์ชันบูลีนเพิ่มเติม ให้กลับตัวแปรแต่ละตัวแล้วแทนที่ AND ด้วย OR

=
,
=
;

ตัวตน

X 1 = X, X + 0 = X, X 0 = 0, X + 1 = 1

1.4. วงจรที่ใช้ฟังก์ชันเชิงตรรกะเรียกว่าองค์ประกอบเชิงตรรกะ ตามกฎแล้วองค์ประกอบลอจิคัลพื้นฐานมีหนึ่งเอาต์พุต (Y) และอินพุตหลายอินพุตซึ่งจำนวนนั้นเท่ากับจำนวนอาร์กิวเมนต์ (X 1; X 2; X 3 ... X N) ในแผนภาพทางไฟฟ้า องค์ประกอบลอจิกถูกกำหนดให้เป็นสี่เหลี่ยมพร้อมหมุดสำหรับตัวแปรอินพุต (ซ้าย) และเอาต์พุต (ขวา) ภายในสี่เหลี่ยมมีสัญลักษณ์ระบุวัตถุประสงค์การทำงานขององค์ประกอบ

ในรูป 2.1  2.10 นำเสนอองค์ประกอบเชิงตรรกะที่ใช้ฟังก์ชันที่กล่าวถึงด้านล่าง นอกจากนี้ยังมีการนำเสนอสิ่งที่เรียกว่าตารางสถานะหรือตารางความจริงโดยอธิบายฟังก์ชันลอจิคัลที่สอดคล้องกันในรหัสไบนารี่ในรูปแบบของสถานะของตัวแปรอินพุตและเอาต์พุต ตารางความจริงยังเป็นวิธีการระบุ FAL แบบตารางอีกด้วย

ในรูป 2.1 แสดงองค์ประกอบ “NOT.

รูปที่ 2.1. องค์ประกอบ “NOT” ที่ใช้ฟังก์ชันการปฏิเสธเชิงตรรกะ Y =

องค์ประกอบ “OR” (รูปที่ 2.2) และองค์ประกอบ “AND” (รูปที่ 2.3) ใช้ฟังก์ชันของการบวกเชิงตรรกะและการคูณเชิงตรรกะตามลำดับ

รูปที่ 2.2

รูปที่ 2.3

ฟังก์ชัน Peirce และฟังก์ชัน Schaeffer ถูกนำมาใช้โดยใช้องค์ประกอบ "OR-NOT" และ "AND-NOT" ที่แสดงในรูปที่ 1 2.4 และรูป 2.5 ตามลำดับ

รูปที่ 2.4

รูปที่ 2.5

องค์ประกอบ Peirce สามารถแสดงเป็นการเชื่อมต่อตามลำดับขององค์ประกอบ “OR” และองค์ประกอบ “NOT” (รูปที่ 2.6) และองค์ประกอบ Schaeffer สามารถแสดงเป็นการเชื่อมต่อตามลำดับขององค์ประกอบ “AND” และ “NOT” องค์ประกอบ (รูปที่ 2.7)

ในรูป 2.8 และรูป 2.9 นำเสนอองค์ประกอบ “เฉพาะ OR” และ “เฉพาะ OR - NOT” ซึ่งใช้ฟังก์ชันของความแตกต่างและความเหลื่อมล้ำด้วยการปฏิเสธตามลำดับ

รูปที่ 2.8

รูปที่ 2.9

1.5. องค์ประกอบเชิงตรรกะที่ใช้การดำเนินการของฟังก์ชันร่วม การแยกส่วน เพียร์ซ และแชฟเฟอร์ ในกรณีทั่วไป สามารถเป็นอินพุต n ได้ ตัวอย่างเช่น องค์ประกอบลอจิกที่มีอินพุต 3 ตัวที่ใช้ฟังก์ชัน Pierce จะมีรูปแบบที่แสดงในรูปที่ 1 2.10.

รูปที่ 2.10

ในตารางความจริง (รูปที่ 2.10) ตรงกันข้ามกับตาราง (รูปที่ 2.4) มีแปดค่าของตัวแปรเอาต์พุต Y ตัวเลขนี้ถูกกำหนดโดยจำนวนชุดค่าผสมที่เป็นไปได้ของตัวแปรอินพุต N ซึ่ง ในกรณีทั่วไปจะเท่ากับ: N = 2 n โดยที่ n - จำนวนตัวแปรอินพุต

1.6. องค์ประกอบลอจิกใช้ในการสร้างวงจรรวมที่ดำเนินการเชิงตรรกะและเลขคณิตต่างๆ และมีวัตถุประสงค์การทำงานที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่น ไมโครวงจรของประเภท K155LN1 และ K155LA3 มีอินเวอร์เตอร์หกตัวและองค์ประกอบ Schaeffer สี่ตัวตามลำดับ (รูปที่ 2.11) และไมโครวงจร K155LR1 มีองค์ประกอบประเภทต่าง ๆ (รูปที่ 2.12)

รูปที่ 2.11

รูปที่ 2.12

1.7. ฟังก์ชันพีชคณิตลอจิกของความซับซ้อนใดๆ สามารถนำไปใช้ได้โดยใช้องค์ประกอบลอจิคัลที่ระบุ เป็นตัวอย่าง ให้พิจารณา FAL ในรูปแบบพีชคณิต ในรูปแบบ:

มาทำให้ FAL นี้ง่ายขึ้นโดยใช้กฎข้างต้น เราได้รับ:

(2)

การดำเนินการที่ดำเนินการเรียกว่าการลดขนาด FAL และทำหน้าที่อำนวยความสะดวกในขั้นตอนการสร้างไดอะแกรมการทำงานของอุปกรณ์ดิจิทัลที่เกี่ยวข้อง

แผนภาพการทำงานของอุปกรณ์ที่ใช้ FAL ภายใต้การพิจารณาแสดงไว้ในรูปที่ 1 2.13.

รูปที่ 2.13

ควรสังเกตว่าฟังก์ชัน (2) ที่ได้รับหลังจากการแปลงไม่ได้ถูกย่อให้เล็กสุดอย่างสมบูรณ์ นักเรียนจะลดฟังก์ชั่นให้เหลือน้อยที่สุดในระหว่างการทำงานในห้องปฏิบัติการ

อุปกรณ์: ม้านั่งในห้องปฏิบัติการ LKEL – 4M 08 “วงจรดิจิทัลและดิจิทัล-อนาล็อก”

2.1. ตรวจสอบคุณสมบัติการทำงานขององค์ประกอบทางลอจิคัล NOT, 2OR, 2I, 2I-NOT, 3I-NOT ซึ่งอยู่บนแผงขาตั้ง หากต้องการศึกษาองค์ประกอบ NOT ที่อยู่ทางด้านซ้ายของช่องแก้ไข ให้ใช้สัญญาณอินพุตโดยกดปุ่มสีดำ ในกรณีนี้ การเรืองแสงของไฟ LED สีแดงแสดงว่ามี "1" ที่อินพุต และ "0" ที่เอาต์พุตตามลำดับ หากต้องการศึกษาองค์ประกอบที่เหลือเป็นสัญญาณอินพุต ให้รับสัญญาณจากซ็อกเก็ตที่อยู่ติดกับ LED เป็นตัวเลือก สร้างตารางความจริงสำหรับแต่ละองค์ประกอบโดยนำตารางที่ 1 เป็นตัวอย่าง ในการวัดสถานะและค่าของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและขาออก ให้ใช้ออสซิลโลสโคป (โดยมีโวลต์มิเตอร์อยู่บนขาตั้ง)

2.1.1. ย่อขนาดฟังก์ชัน (2) โดยใช้ตัวเลือกต่างๆ (อย่างใดอย่างหนึ่งที่เป็นไปได้) พัฒนาวงจรตามการมีอยู่ขององค์ประกอบบนแผงขาตั้ง และนำไปใช้บนแผงขาตั้ง ป้อนผลลัพธ์ในตารางที่ 2

2.1.2. จากผลการวิจัย (ข้อ 2.1.1) ให้กำหนดวัตถุประสงค์การทำงานขององค์ประกอบและระบุการกำหนดไว้ในแผนภาพในรายงานห้องปฏิบัติการ

ชื่อและวัตถุประสงค์ของงาน

แผนการทดลอง

ตารางที่ 2.1 และ 2.2 เสร็จสมบูรณ์

ผลการวัด U 0 และ U 1 (หัวข้อ 2.1)

สรุปจากการทำงาน.

4. คำถามทดสอบ

พีชคณิตของตรรกะทำงานบนค่าของตัวแปรใด?

รูปแบบพื้นฐานของการมอบหมาย FAL

ประเภทของฟังก์ชันลอจิกพื้นฐานในรูปแบบพีชคณิต

“องค์ประกอบเชิงตรรกะ” คืออะไร?

องค์ประกอบ Peirce และ Schaeffer ทำหน้าที่เชิงตรรกะอะไรบ้าง

อะไรเป็นตัวกำหนดจำนวนตัวแปรอินพุตที่เป็นไปได้สำหรับองค์ประกอบลอจิคัลตามอำเภอใจ

กำหนด SDNF, SKNF

ตารางที่ 2.1 ตารางที่ 2.2

ทรานซิสเตอร์เป็นส่วนประกอบที่ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ช่วยให้คุณควบคุมกระแสไฟฟ้าที่มีขนาดใหญ่เพียงพอในวงจรโดยการเปลี่ยนกระแสที่มีค่าน้อยลงที่อิเล็กโทรดควบคุม

มีทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์และแบบสนามแม่เหล็ก พวกเขาแตกต่างกันตรงที่การถ่ายโอนประจุของทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์นั้นดำเนินการโดยผู้ให้บริการประจุทั้งรายใหญ่และรายย่อย - รูและอิเล็กตรอน ในทรานซิสเตอร์แบบสนามแม่เหล็ก การถ่ายโอนประจุจะดำเนินการโดยพาหะประเภทเดียวเท่านั้น

การสังเคราะห์และการศึกษาองค์ประกอบโดยใช้ตรรกะของทรานซิสเตอร์-ทรานซิสเตอร์ (TTL) วงจร TTL ใช้ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ของโครงสร้าง NPN ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ได้ชื่อมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าการถ่ายโอนประจุในนั้นดำเนินการโดยตัวพาสองประเภท - อิเล็กตรอนและรู องค์ประกอบพื้นฐานของเทคโนโลยีนี้คือวงจร NAND การคูณแบบลอจิคัลเกิดขึ้นเนื่องจากคุณสมบัติของทรานซิสเตอร์หลายตัวปล่อย

หรือไม่ใช่องค์ประกอบ

การใช้องค์ประกอบลอจิคัล OR-NOT บนทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์แสดงในรูปที่ 1.1

ฟังก์ชันลอจิคัล NOR สามารถแสดงได้ด้วยฟังก์ชัน AND และไม่ใช้กฎของ De Morgan: การปฏิเสธของการแยกจากกันคือการรวมกันของการปฏิเสธ วงจรนี้มีอินเวอร์เตอร์สองตัว VT1 และ VT2 ซึ่งจ่ายไฟโดยใช้สวิตช์และแรงดันไฟฟ้าที่มีขั้วตรงข้าม เมื่อใช้ศูนย์ลอจิคัลกับอินพุตทั้งสอง (“กราวด์”) การคายประจุจะเกิดขึ้นในบริเวณ p ของทรานซิสเตอร์ จะถูกปิดและกระแสเริ่มไหลผ่านทรานซิสเตอร์ VT3, VT4 ซึ่งทำหน้าที่ AND แรงดันไฟฟ้า ระดับนั้นเพียงพอแล้วเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นระดับตรรกะ หากมีการจ่ายหน่วยลอจิคัล (“บวก”) ให้กับอินพุตอย่างน้อยหนึ่งรายการ แรงดันไฟฟ้าจะลดลงที่เอาต์พุตอินเวอร์เตอร์ตัวใดตัวหนึ่ง แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุต AND จะไม่เพียงพอที่จะจ่ายเอาต์พุตแบบลอจิคัล

รูปที่ 1.1 - องค์ประกอบลอจิก NOR บนทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์

รูปที่ 1.2 - ค่าศูนย์ลอจิคัลถูกนำไปใช้กับอินพุตขององค์ประกอบ OR-NOT

รูปที่ 1.2 แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างของการทำงานของวงจรทรานซิสเตอร์ เมื่อใช้ศูนย์ลอจิคัลกับอินพุต ส่งผลให้มีโลจิคัลอยู่ที่เอาต์พุต

องค์ประกอบ OR-NOT จะสร้างตารางความจริงต่อไปนี้ (ดูตารางที่ 1.1):

ตารางที่ 1.1 - ตารางความจริงขององค์ประกอบ NOR

องค์ประกอบไม่

องค์ประกอบ NOT บน TTL แสดงในรูปที่ 1.3

รูปที่ 1.3 - อินเวอร์เตอร์ลอจิก (ฟังก์ชัน NOT เชิงตรรกะ)

เมื่อติดตั้งสวิตช์ที่ด้าน "บวก" กระแสอิมิตเตอร์ขนาดเล็กจะไหล กระแสนี้จะทำให้ทรานซิสเตอร์เปิดได้ แรงดันตกคร่อมเกิดขึ้นและตัวบ่งชี้จะไม่สว่างขึ้นซึ่งสอดคล้องกับศูนย์ตรรกะ เมื่อติดตั้งกุญแจที่ด้าน "กราวด์" ชั้นปลั๊กจะขยายความต้านทานของทรานซิสเตอร์จะมากกว่าความต้านทานของตัวต้านทานมากทรานซิสเตอร์ปิดอยู่ไม่มีแรงดันไฟฟ้าตกซึ่งสอดคล้องกับตรรกะ

ตารางความจริงขององค์ประกอบ NOT (ดูตาราง 1.2)

ตารางที่ 1.2 - ตารางความจริงขององค์ประกอบ NOT

เมื่อจ่ายหน่วยลอจิคัลโดยการปิดสวิตช์ กระแสไฟที่เพียงพอจะไหลผ่านทรานซิสเตอร์ใกล้กับสวิตช์เหล่านี้ และแรงดันไฟฟ้าที่เพียงพอจะถูกจ่ายให้กับอินพุตของทรานซิสเตอร์แบบกลับด้านเพื่อเปิด กระแสจะไหลอย่างอิสระ ความต้านทานของทรานซิสเตอร์แบบกลับด้านจะต่ำ แรงดันไฟฟ้าจะลดลง คร่อมตัวต้านทานที่อินเวอร์เตอร์ และเอาต์พุตเป็นศูนย์ลอจิคัล

เมื่อใช้ค่าหนึ่งหรือศูนย์ หรือทั้งสองค่ากับคีย์ แรงดันเอาต์พุตที่ส่งไปยังอินเวอร์เตอร์ไม่เพียงพอที่จะเปิดคีย์ ความต้านทานของคีย์จะสูงและระดับแรงดันไฟฟ้าสูงจะเกิดขึ้นที่ตัวสะสม และเอาต์พุตจะเป็นศูนย์ลอจิคัล .

แผนภาพขององค์ประกอบ AND-NOT ที่มีอินเวอร์เตอร์ที่ซับซ้อนแสดงในรูปที่ 1.5

รูปที่ 1.5 - องค์ประกอบ NAND พร้อมอินเวอร์เตอร์ที่ซับซ้อน

ตารางความจริงสำหรับองค์ประกอบนี้สอดคล้องกับตารางที่ 1.3

องค์ประกอบนี้ประกอบด้วยสามขั้นตอน: อินพุต (R1, VT1, VT2 - รุ่นทรานซิสเตอร์หลายอิมิตเตอร์), การผกผันเฟส (VT3, R2, R4) และแอมพลิฟายเออร์เอาต์พุต (VT4, VT5, VD3, R3)

เมื่อใช้หน่วยลอจิคัลกับอินพุต x 1 และ x 2 กระแสของตัวสะสมจะปรากฏบนทรานซิสเตอร์ VT1, VT2 และไหลเข้าสู่ฐานของทรานซิสเตอร์ VT3 แล้วเปิดออก ส่วนหนึ่งของกระแสไฟฟ้าของตัวปล่อย VT3 ไหลเข้าสู่ทรานซิสเตอร์ VT5 โดยจะเปิดขึ้นเอาต์พุต y ถูกตั้งค่าไว้ที่ระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำในขณะที่ VT4 ปิดอยู่ (มีแรงดันไฟฟ้าไม่เพียงพอผ่านทางแยกฐาน - ตัวส่งสัญญาณ VT4 และ VD1) เมื่อใช้ศูนย์ลอจิคัลอย่างน้อยหนึ่งตัว กระแสสะสมของทรานซิสเตอร์ VT1, VT2 จะหยุด, VT3 และ VT5 จะปิด, VT4 จะเปิด เนื่องจาก VT5 ปิดอยู่ จึงเกิดระดับแรงดันไฟฟ้าสูงที่เอาต์พุต

การสังเคราะห์และการศึกษาองค์ประกอบโดยใช้ทรานซิสเตอร์แบบ MOS

การพัฒนาวงจรคอมพิวเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ MOS เริ่มต้นจากการถือกำเนิดของทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำช่องสัญญาณในปี พ.ศ. 2505 วงจรที่ใช้ทรานซิสเตอร์ MOS มีลักษณะเฉพาะคือความง่ายในการผลิต ความกะทัดรัด การใช้พลังงานต่ำ และการป้องกันสัญญาณรบกวนสูงต่อการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย ทรานซิสเตอร์ MOS มีโครงสร้างโลหะ-ไดอิเล็กทริก-เซมิคอนดักเตอร์ และโดยทั่วไปเรียกว่าทรานซิสเตอร์ MOS เนื่องจากอิเล็กทริกนั้นขึ้นอยู่กับ SiO 2 ออกไซด์จึงใช้ชื่อทรานซิสเตอร์ MOS (unipolar, channel) อิเล็กโทรดโลหะที่ใช้จ่ายแรงดันไฟฟ้าควบคุมเรียกว่าเกต (G) และอีกสองอิเล็กโทรดเรียกว่าแหล่งกำเนิด (I) และเดรน (C) กระแสไฟในการทำงานจะไหลจากแหล่งกำเนิดไปยังท่อระบายน้ำ สำหรับช่อง p ขั้วของท่อระบายน้ำจะเป็นลบ และสำหรับช่อง p จะเป็นค่าบวก เวเฟอร์หลักของเซมิคอนดักเตอร์เรียกว่าแพด (P) ช่องเป็นชั้นนำไฟฟ้าใกล้พื้นผิวระหว่างแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำ ซึ่งค่าปัจจุบันถูกกำหนดโดยใช้สนามไฟฟ้า

ไม่มีกระบวนการฉีดหรือการแพร่กระจายในช่อง กระแสไฟฟ้าที่ใช้งานในช่องนี้เกิดจากการเคลื่อนตัวของสนามไฟฟ้าของอิเล็กตรอนในช่อง n และรูในช่อง p

เมื่อแรงดันไฟฟ้าควบคุมเป็นศูนย์ ช่องสัญญาณจะหายไปและไม่มีกระแสไหล ช่องทางที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงดันไฟฟ้าควบคุมภายนอกเรียกว่าเหนี่ยวนำ แรงดันไฟฟ้าที่เกิดช่องสัญญาณเรียกว่าแรงดันธรณีประตู ช่องที่มีความเข้มข้นของประจุเพิ่มเติมเริ่มต้นเรียกว่าบิวท์อิน ประสิทธิภาพของทรานซิสเตอร์ n-MOS นั้นสูงกว่าประสิทธิภาพของทรานซิสเตอร์ p-MOS ถึง 5-8 เท่า เนื่องจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนั้นมากกว่าการเคลื่อนที่ของรูอย่างมีนัยสำคัญ ในวงจร MOS ตัวต้านทานจะถูกตัดออกอย่างสมบูรณ์โดยทรานซิสเตอร์ MOS

หรือไม่ใช่องค์ประกอบ

แผนภาพขององค์ประกอบ OR-NOT แสดงในรูปที่ 1.6

รูปที่ 1.6 - องค์ประกอบ NOR บนทรานซิสเตอร์ MOS

ทรานซิสเตอร์ VT1 ทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานเนื่องจากทรานซิสเตอร์ MOS มีความต้านทานสูง ดังนั้น แหล่งกำเนิดจึงเชื่อมต่อกับขั้วบวกของแหล่งกำเนิด เมื่อค่าศูนย์โลจิคัลถูกนำไปใช้กับทรานซิสเตอร์ VT2 และ VT3 พร้อมกันพวกมันจะปิดพวกมันจะสร้างโหลดหลังจากทรานซิสเตอร์ VT1 ระดับของแรงดันไฟฟ้านี้จะสอดคล้องกับค่าลอจิคัล ตารางความจริงขององค์ประกอบนี้สอดคล้องกับตาราง 1.1 หากใช้หน่วยลอจิคัลอย่างน้อยหนึ่งหน่วยหรือทั้งสองหน่วยกับอินพุต ทรานซิสเตอร์ตัวใดตัวหนึ่ง VT2 และ VT3 (หรือทั้งสองตัว) จะเปิดขึ้น แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมจะเกิดขึ้น และเอาต์พุตจะเป็นศูนย์ตรรกะ

องค์ประกอบ NAND

องค์ประกอบ AND-NOT แสดงในรูปที่ 1.7

รูปที่ 1.7 - องค์ประกอบ AND-NOT บนทรานซิสเตอร์ MOS

หรือองค์ประกอบ

องค์ประกอบที่ 1

การสังเคราะห์และการศึกษาองค์ประกอบบนโครงสร้าง KMDP

หรือไม่ใช่องค์ประกอบ

องค์ประกอบ NAND

การสังเคราะห์และการศึกษาองค์ประกอบโดยใช้ตรรกะควบคู่กับตัวปล่อย (ECL)

วงจรขององค์ประกอบ ESL ขึ้นอยู่กับการใช้แอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลในโหมดสวิตชิ่งปัจจุบัน องค์ประกอบ ESL ปรากฏในปี 1967 และปัจจุบันเป็นองค์ประกอบที่เร็วที่สุดในบรรดาองค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ซิลิคอน ความล่าช้าในการแพร่กระจายสัญญาณในองค์ประกอบ ESL ลดลงเหลือช่วงต่ำกว่านาโนวินาที (ประมาณ 1 ns)

ประสิทธิภาพที่รวดเร็วเป็นพิเศษขององค์ประกอบ ESL ทำได้โดยการใช้โหมดการทำงานที่ไม่อิ่มตัวของทรานซิสเตอร์ ตัวติดตามตัวส่งสัญญาณเอาท์พุต และสัญญาณลอจิกที่มีแอมพลิจูดต่ำ (ประมาณ 0.8 V) องค์ประกอบลอจิก ESL มีเอาต์พุตพาราเฟส ซึ่งช่วยให้คุณได้รับค่าทางตรงและค่าผกผันของฟังก์ชันที่กำลังปรับใช้ไปพร้อมๆ กัน ทำให้จำนวนชิปทั้งหมดในอุปกรณ์ลดลงอย่างเห็นได้ชัด

คุณสมบัติของวงจร ESL และคุณลักษณะของมันคือ:

ความเป็นไปได้ของการรวมเอาต์พุตขององค์ประกอบต่างๆ เพื่อสร้างฟังก์ชันใหม่

ความเป็นไปได้ในการทำงานกับโหลดความต้านทานต่ำเนื่องจากมีผู้ติดตามตัวปล่อย

ค่าต่ำของงานสวิตชิ่งและความเป็นอิสระของการใช้พลังงานจากความถี่สวิตชิ่ง

ความเสถียรสูงของพารามิเตอร์ไดนามิกเมื่อเปลี่ยนอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้า

การใช้แหล่งจ่ายไฟเชิงลบและการต่อสายดินของวงจรสะสมซึ่งช่วยลดการพึ่งพาสัญญาณเอาท์พุตกับเสียงรบกวนในบัสไฟฟ้า

ข้อเสียขององค์ประกอบ ESL ได้แก่ ความซับซ้อนของวงจร การใช้พลังงานที่สำคัญ และความยากลำบากในการจับคู่กับไมโครวงจร TTL และ TTLSh

องค์ประกอบที่ 1

หรือองค์ประกอบ

องค์ประกอบ NAND

หรือไม่ใช่องค์ประกอบ

การสังเคราะห์และการศึกษาองค์ประกอบ NOT บนทรานซิสเตอร์ MOS () ในตรรกะเชิงบวกและเชิงลบ

การส่งผลงานที่ดีของคุณไปยังฐานความรู้เป็นเรื่องง่าย ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

นักศึกษา นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงาน จะรู้สึกขอบคุณเป็นอย่างยิ่ง

ยังไม่มีงานเวอร์ชัน HTML
คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์เก็บถาวรของงานได้โดยคลิกที่ลิงค์ด้านล่าง

เอกสารที่คล้ายกัน

สัจพจน์พื้นฐานและอัตลักษณ์ของพีชคณิตของตรรกศาสตร์ รูปแบบการวิเคราะห์ของการเป็นตัวแทนของฟังก์ชันบูลีน ฟังก์ชันเบื้องต้นของพีชคณิตเชิงตรรกะ ฟังก์ชันของพีชคณิตลอจิกอาร์กิวเมนต์เดียวและรูปแบบการใช้งาน คุณสมบัติ คุณลักษณะ และประเภทของการดำเนินการเชิงตรรกะ

บทคัดย่อ เพิ่มเมื่อ 12/06/2010

ระบบประมวลผลข้อมูลดิจิทัล แนวคิดของพีชคณิตแบบบูล การกำหนดการดำเนินการเชิงตรรกะ: การแยกส่วน การร่วม การผกผัน การอนุมาน ความเท่าเทียมกัน กฎและอัตลักษณ์ของพีชคณิตแบบบูล พื้นฐานทางตรรกะของคอมพิวเตอร์ การแปลงสูตรโครงสร้าง

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 10/11/2014

พีชคณิตแบบบูลเป็นตาข่ายชนิดพิเศษที่ใช้ในการศึกษาตรรกะ (ทั้งตรรกะของการคิดของมนุษย์และตรรกะคอมพิวเตอร์ดิจิทัล) เช่นเดียวกับวงจรสวิตชิ่ง รูปแบบขั้นต่ำของพหุนามบูลีน ทฤษฎีบทพีชคณิตบูลีนเชิงนามธรรม

งานหลักสูตรเพิ่มเมื่อ 05/12/2552

คุณสมบัติของการดำเนินการกับเซต สูตรพีชคณิตเชิงประพจน์ ฟังก์ชันพีชคณิตลอจิก ตัวแปรสำคัญและตัวแปรจำลอง การตรวจสอบความถูกต้องของการใช้เหตุผล พีชคณิตเชิงประพจน์และวงจรรีเลย์ วิธีการระบุกราฟ เมทริกซ์สำหรับกราฟ

บทช่วยสอนเพิ่มเมื่อ 27/10/2013

พื้นฐานของตรรกะอย่างเป็นทางการของอริสโตเติล แนวคิดเรื่องการผกผัน การเชื่อม และการแตกแยก กฎพื้นฐานของพีชคณิตแห่งตรรกศาสตร์ กฎพื้นฐานที่อนุญาตให้มีการแปลงนิพจน์เชิงตรรกะที่เหมือนกัน การแปลงสูตรเชิงตรรกะที่เท่ากัน

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 12/23/2012

แนวคิดพื้นฐานของพีชคณิตแห่งตรรกศาสตร์ รูปแบบปกติที่แยกจากกันและต่อเนื่องกัน สาระสำคัญของทฤษฎีบทของแชนนอน ฟังก์ชันบูลีนของตัวแปรสองตัว การเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนานของสวิตช์สองตัว คุณสมบัติของฟังก์ชันเบื้องต้นของพีชคณิตเชิงตรรกะ

ทดสอบเพิ่มเมื่อ 29/11/2553

แนวคิดเกี่ยวกับพีชคณิตแห่งตรรกศาสตร์ สาระสำคัญและคุณลักษณะ แนวคิดและคำจำกัดความพื้นฐาน วิชาและวิธีการศึกษา กฎพีชคณิตของตรรกศาสตร์และผลที่ตามมา วิธีการสร้างสูตรโดยใช้ตารางความจริงที่กำหนด รูปแบบการแสดงฟังก์ชันบูลีน

บทช่วยสอน เพิ่มเมื่อ 29/04/2552

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 2

วรรณกรรม:

2. ปะทะ Yampolsky พื้นฐานของระบบอัตโนมัติและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ – ม.: การตรัสรู้. - 1991. - §3.1 -3.4

ความคืบหน้าการทำงาน:

เปิดเทอร์มินัล เชื่อมต่อกับเครือข่ายท้องถิ่น และโหลดเว็บไซต์ "พื้นฐานของไมโครอิเล็กทรอนิกส์" เลือกหมายเลขงานในห้องปฏิบัติการ ลงทะเบียนและเริ่มงานตามคำแนะนำที่ปรากฏบนหน้าจอและคำอธิบายนี้
ในแต่ละงานจาก 10 งาน ให้เลือกโหนดที่มีเฉพาะองค์ประกอบเชิงตรรกะจากแผนภาพที่กำหนดของเครื่องดิจิทัล และวาดแผนภาพวงจรโดยใช้ UGO มาตรฐานรัสเซีย
จำลองการทำงานของแต่ละวงจรโดยใช้ Electronic Workbench และสร้างตารางความจริงสำหรับอุปกรณ์ที่กำลังศึกษา
กำหนดฟังก์ชันเชิงตรรกะของอุปกรณ์ที่กำลังศึกษาและให้การแสดงภาพกราฟิกทั่วไป (UGO)
ในแต่ละงาน ให้สร้างวงจรเพิ่มเติมสองวงจรสำหรับการนำฟังก์ชันลอจิคัลเดียวกันไปใช้โดยใช้องค์ประกอบ 2AND-NOT (องค์ประกอบ Schaeffer) และองค์ประกอบ 2OR-NOT (องค์ประกอบ Pierce) โดยใช้จำนวนเกตขั้นต่ำ
ในภารกิจที่ 11 โดยการเปรียบเทียบกับไดอะแกรมก่อนหน้านี้ เสริมอุปกรณ์ที่กำหนดด้วยแผนภาพวงจรของโหนดที่ช่วยให้คุณสามารถจัดหาสัญญาณลอจิคัลรวมกันโดยพลการไปยังอินพุต X1эX3 และระบุสถานะของอินพุตและเอาต์พุตแต่ละรายการ ตรวจสอบการทำงานของวงจรเหมือนกับงานก่อนหน้านี้

รายงานสำหรับแต่ละงานในห้องปฏิบัติการควรจัดทำขึ้นตามตัวอย่างที่ให้ไว้ในภาคผนวก 1

เมื่อปกป้องงานของคุณ สามารถอธิบายผลลัพธ์แต่ละอย่างที่ได้รับได้

ภาคผนวก 1

ส่วนของรายงาน (โดยใช้ตัวอย่างของงานเดียว)

ภารกิจที่ 1

ตัวอย่างแผนภาพที่ให้ไว้ในงาน

ใน ในรูปแบบนี้วาดมันใหม่ ไม่จำเป็น!

ส่วนของรายงานเกี่ยวกับงานนี้ได้รับด้านล่าง

ภารกิจที่ 1: ฟังก์ชั่นที่ทำโดยวงจรคือ “2I-NOT”

โครงการ: UGO: ตารางความจริง:

“2I-NOT” ในองค์ประกอบ Schaeffer "2I-NOT" ในองค์ประกอบของเพียร์ซ

ภาคผนวก 2

UGO และตารางความจริงขององค์ประกอบเชิงตรรกะบางอย่าง

1. องค์ประกอบ “2I-NOT”

2. องค์ประกอบ “2OR-NOT”

3. องค์ประกอบพิเศษหรือ

ภาคผนวก 3

ตัวอย่างสัญลักษณ์กราฟิกขององค์ประกอบเชิงตรรกะตามมาตรฐาน GOST (มาตรฐานรัสเซีย) และ ANSI (American National Standard Institute)

UGO ตาม ANSI	UGO ตาม GOST	วัตถุประสงค์การใช้งาน
		“2I” (2-อินพุตและเกต)
		“3I” (3-อินพุตและเกต)
		“2I-NOT” (เกต NAND 2 อินพุต)
		"2OR" (2 อินพุตหรือเกต)
		"2OR-NOT" (เกท NOR 2 อินพุต)
		เกต NOR 3 อินพุต
		ไม่ใช่เกต
		"พิเศษหรือ" (เกต XOR 2 อินพุต)
		"พิเศษหรือไม่" (เกต XNOR 2 อินพุต)
		6-Input Modulo 2 Adder (เกต XOR 6-Input)

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 3

การศึกษาทริกเกอร์ประเภท RS-, RST-, D- และ JK

วรรณกรรม:

1. เอเอเอ นพ. โควาเลนโก เปโตรปาฟโลฟสกี้ ความรู้พื้นฐานของไมโครอิเล็กทรอนิกส์: หนังสือเรียน - Barnaul: สำนักพิมพ์ BSPU, 2005. – 222 น.

2. ปะทะ ยัมโปลสกี้. พื้นฐานของระบบอัตโนมัติและเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ – ม.: การตรัสรู้. – 1991. – 223 น.

4. คำแนะนำการปฏิบัติงานห้องปฏิบัติการเสมือนโดยใช้โปรแกรมจำลองวงจรอิเล็กทรอนิกส์ Electronic Workbench 5.12

ความคืบหน้าการทำงาน:

เปิดเทอร์มินัล เชื่อมต่อกับเครือข่ายท้องถิ่น และโหลดเว็บไซต์ "พื้นฐานของไมโครอิเล็กทรอนิกส์" เลือกหมายเลขงานในห้องปฏิบัติการ ลงทะเบียนและเริ่มงานตามคำแนะนำที่ปรากฏบนหน้าจอและคำอธิบายนี้
สำรวจการทำงานของฟลิปฟล็อป RS แบบอะซิงโครนัสที่มีอินพุตผกผันบนองค์ประกอบลอจิก 2I-NOT

ใช้โปรแกรม Electronics Workbench ประกอบวงจรทริกเกอร์ดังรูป

หากต้องการควบคุมทริกเกอร์ ให้ใช้สวิตช์ที่เชื่อมต่ออินพุตเข้ากับขั้วต่อกำลังบวก (V cc) หรือกับขั้วต่อกราวด์ (กราวด์) และเพื่อระบุสถานะของอินพุตและเอาต์พุต ให้ใช้โพรบ (โพรบสีเขียวและโพรบสีแดง ตามลำดับ ).

ทำการวิจัยตามลำดับต่อไปนี้:

ตารางสถานะทริกเกอร์

ชุดหมายเลข			การดำเนินการ
			การตั้งค่าเอาท์พุต

ในเวอร์ชันย่อ ตารางสถานะของ RS flip-flop ที่มีอินพุตผกผันมักจะแสดงในรูปแบบต่อไปนี้ (สำหรับการรวมกันของสัญญาณอินพุตที่กำหนด เอาท์พุต Q จะถูกตั้งค่าเป็นสถานะที่ระบุ โดยไม่คำนึงถึงสถานะก่อนหน้า):

ในที่นี้สัญลักษณ์ (t+1) หมายถึงสถานะของทริกเกอร์ “ในรอบนาฬิกาถัดไป” เช่น หลังจากตั้งค่าเอาต์พุตตามสัญญาณอินพุตแล้ว

บันทึก: (ในตารางนี้และตารางอื่นที่คล้ายคลึงกัน จะใช้สัญลักษณ์ต่อไปนี้):

สำรวจการทำงานของฟลิปฟล็อป RS แบบอะซิงโครนัสที่มีอินพุตโดยตรงโดยใช้องค์ประกอบลอจิก 2AND-NOT

ในการดำเนินการนี้ ให้เพิ่มองค์ประกอบ 2I-NOT อีก 2 รายการลงในวงจรที่ประกอบเพื่อรับทริกเกอร์ที่มีอินพุตโดยตรง (ดูรูป) และจากการทดลองในสภาพแวดล้อม Electronics Workbench โดยการเปรียบเทียบกับงานก่อนหน้า ให้กรอกตารางของ รัฐของมัน

สำรวจการทำงานของ RS flip-flop (RST flip-flop)

ในการดำเนินการนี้ ให้เปิดวงจรทริกเกอร์ RST (ไฟล์ E:\MeLabs\Lab3\rst_trig_analis.EWB) ไปยังอินพุตที่เชื่อมต่อกับโปรแกรมสร้างคำ (Word Generator) และสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตทั้งหมดจะถูกควบคุมโดยเครื่องวิเคราะห์ลอจิก (ตัววิเคราะห์ลอจิก) ขยายแผงตัวสร้างคำและตั้งค่าเป็นโหมดการทำงานทีละขั้นตอน (ขั้นตอน) ป้อนรหัสเลขฐานสิบหกของคำในตัวแปรของคุณลงในหน่วยความจำของเครื่องกำเนิด ขยายแผงตัววิเคราะห์ลอจิก เปิดการจำลองและกด LMB อย่างต่อเนื่องบนปุ่ม "ขั้นตอน" ที่อยู่บนแผงตัวสร้างคำ เพื่อสร้างลำดับการทดสอบทั้งหมด วาดไดอะแกรมที่ได้รับจากตัววิเคราะห์ลอจิกในสมุดบันทึกของคุณ กรอกตารางแสดงสถานะทริกเกอร์ตามเวลานาฬิกา

ตารางสถานะทริกเกอร์

ข้อมูล สัญญาณ	เบอร์บาร์

ค
ร
ส
ถาม

สำรวจการทำงานของฟลิปฟล็อป D แบบคงที่และไดนามิก เปิดไดอะแกรมของ D-flip-flop แบบคงที่และไดนามิกที่เชื่อมต่อแบบขนาน (ไฟล์ E:\MeLabs\Lab3\D_trig.EWB) โปรแกรมสร้างคำเชื่อมต่อกับอินพุตนั้น และสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตทั้งหมดจะถูกควบคุมโดยโพรบ .

ขยายแผงตัวสร้างคำ จากตารางสถานะให้เขียนรหัสคำไบนารีตามนาฬิกาและแปลงเป็นรหัส 16 หลักแล้วป้อนลงในหน่วยความจำของเครื่องกำเนิดคำ เปิดการจำลองและกด LMB อย่างต่อเนื่องบนปุ่ม "ขั้นตอน" ที่อยู่บนแผงตัวสร้างคำ เพื่อสร้างลำดับการทดสอบทั้งหมด กรอกตารางแสดงสถานะทริกเกอร์ตามเวลานาฬิกา

ตารางสถานะทริกเกอร์

ข้อมูล สัญญาณ	เบอร์บาร์

ค
ดี
สถิติคิว
คิว ไดน

เปิดวงจรฟลิปฟล็อป JK ด้วยการควบคุมแบบไดนามิก (jk_trig_analysis)

ขยายแผงตัวสร้างคำและตั้งค่าเป็นโหมดการทำงานทีละขั้นตอน (ขั้นตอน) ป้อนรหัสเลขฐานสิบหกของคำในตัวแปรของคุณลงในหน่วยความจำของเครื่องกำเนิด เปิดการจำลองและกด LMB อย่างต่อเนื่องบนปุ่ม "ขั้นตอน" ที่อยู่บนแผงตัวสร้างคำ เพื่อสร้างลำดับการทดสอบทั้งหมด วาดไดอะแกรมที่ได้รับจากตัววิเคราะห์ลอจิกในสมุดบันทึกของคุณ กรอกตารางแสดงสถานะทริกเกอร์ตามเวลานาฬิกา

ตารางสถานะทริกเกอร์

ข้อมูล สัญญาณ

เบอร์บาร์

ค

เจ

เค

ก่อน

Clr

ถาม

หมายเหตุ: งานนี้แตกต่างจากวงจรที่ศึกษาก่อนหน้านี้ โดยจะตรวจสอบการทำงานของวงจรไมโคร 7476 เฉพาะ (Dual JK MS‑SLV FF (pre, clr)) ดังนั้นในระหว่างการจำลอง จึงจำเป็นต้องเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ Vcc และกราวด์ GND เข้ากับวงจรที่เกี่ยวข้อง หมุด งานเกี่ยวข้องกับเอาต์พุตของฟลิปฟล็อป JK เพียงอันเดียวเท่านั้น (อันแรก) อินพุตล่วงหน้า (พรีเซ็ต) และ Clr (ชัดเจน) ทำหน้าที่เป็นอินพุตการตั้งค่า S และ R ตามลำดับ

เลือกจากห้องสมุด ดิจิตอล วงจรรวมของ JK flip-flop 7472 (And-gated JK MS-SLV FF (pre, clr)) และประกอบวงจรฟลิปฟล็อปแบบนับไว้ โปรดทราบว่าอินพุตข้อมูลใช้ตรรกะ 3I พิน NC ของไมโครเซอร์กิตนั้นว่าง (ไม่ได้ใช้งาน)

ใช้พัลส์สี่เหลี่ยมขั้วเดียวที่มีแอมพลิจูด 5 V จากตัวกำเนิดการทำงานของความถี่ที่ต้องการไปยังอินพุตทริกเกอร์รับออสซิลโลแกรมของสัญญาณอินพุตและเอาต์พุต แสดงให้คุณครูของคุณดู

งานห้องปฏิบัติการ

1. วัตถุประสงค์ของงาน

วัตถุประสงค์ของงานคือ:

การศึกษาเชิงทฤษฎีขององค์ประกอบเชิงตรรกะที่ใช้ฟังก์ชันพื้นฐานของพีชคณิตเชิงตรรกะ (FAL)

การศึกษาเชิงทดลององค์ประกอบลอจิกที่สร้างขึ้นบนวงจรไมโครซีรีส์ K155 ในประเทศ

2. หลักการทางทฤษฎีพื้นฐาน

2.1. พื้นฐานทางคณิตศาสตร์ของอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลและเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์คือพีชคณิตของตรรกะหรือพีชคณิตแบบบูล (ตั้งชื่อตามนักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ John Bull)

Y = F (X 1; X 2; X 3 ... X N)

การระบุ FAL รูปแบบนี้เรียกว่าพีชคณิต

2.2. ฟังก์ชันลอจิคัลหลักคือ:

การปฏิเสธเชิงตรรกะ (ผกผัน)

;

การบวกเชิงตรรกะ (การแยกส่วน)

Y = X 1 + X 2 หรือ Y = X 1 V X 2 ;

การคูณเชิงตรรกะ (การรวมกัน)

Y = X 1 X 2 หรือ Y = X 1 L X 2

ฟังก์ชันพีชคณิตเชิงตรรกะที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น ได้แก่:

ฟังก์ชันสมมูล

Y = X 1 X 2 +

หรือ Y = X 1 ~ X 2 ;

ฟังก์ชันความไม่เท่าเทียมกัน (เพิ่มเติมแบบโมดูโลสอง)

+ · X 2 หรือ Y = X 1 X 2 ;

ฟังก์ชันเพียร์ซ (การบวกเชิงตรรกะพร้อมการปฏิเสธ)

;

ฟังก์ชันแชฟเฟอร์ (การคูณเชิงตรรกะพร้อมการปฏิเสธ)

;

2.3. กฎหมายและกฎเกณฑ์ต่อไปนี้ใช้กับพีชคณิตแบบบูล:

กฎหมายการกระจาย

X 1 (X 2 + X 3) = X 1 X 2 + X 1 X 3

X 1 + X 2 · X 3 = (X 1 + X 2) (X 1 + X 3) ;

กฎการทำซ้ำ

X · X = X, X + X = X;

กฎการปฏิเสธ

= 0, X + = 1;

ทฤษฎีบทของเดอมอร์แกน

= , = ;

ตัวตน

X 1 = X, X + 0 = X, X 0 = 0, X + 1 = 1

2.4. วงจรที่ใช้ฟังก์ชันเชิงตรรกะเรียกว่าองค์ประกอบเชิงตรรกะ ตามกฎแล้วองค์ประกอบลอจิคัลพื้นฐานมีหนึ่งเอาต์พุต (Y) และอินพุตหลายอินพุตซึ่งจำนวนนั้นเท่ากับจำนวนอาร์กิวเมนต์ (X 1 ; X 2 ; X 3 ... X N) ในแผนภาพทางไฟฟ้า องค์ประกอบลอจิกถูกกำหนดให้เป็นสี่เหลี่ยมพร้อมหมุดสำหรับตัวแปรอินพุต (ซ้าย) และเอาต์พุต (ขวา) ภายในสี่เหลี่ยมมีสัญลักษณ์ระบุวัตถุประสงค์การทำงานขององค์ประกอบ

รูปที่ 1 ธ 10 แสดงองค์ประกอบเชิงตรรกะที่นำไปใช้ตามที่กล่าวไว้ในข้อ 2.2 ฟังก์ชั่น นอกจากนี้ยังมีการนำเสนอสิ่งที่เรียกว่าตารางสถานะหรือตารางความจริงโดยอธิบายฟังก์ชันลอจิคัลที่สอดคล้องกันในรหัสไบนารี่ในรูปแบบของสถานะของตัวแปรอินพุตและเอาต์พุต ตารางความจริงยังเป็นวิธีการระบุ FAL แบบตารางอีกด้วย

รูปที่ 1 แสดงองค์ประกอบ "NOT" ซึ่งใช้ฟังก์ชันการปฏิเสธเชิงตรรกะ Y =

องค์ประกอบ “OR” (รูปที่ 2) และองค์ประกอบ “AND” (รูปที่ 3) ใช้ฟังก์ชันของการบวกเชิงตรรกะและการคูณเชิงตรรกะตามลำดับ

ฟังก์ชัน Peirce และฟังก์ชัน Schaeffer ถูกนำมาใช้โดยใช้องค์ประกอบ "OR-NOT" และ "AND-NOT" ที่แสดงในรูปที่ 4 และรูปที่ 1 5 ตามลำดับ

องค์ประกอบ Peirce สามารถแสดงเป็นการเชื่อมต่อตามลำดับขององค์ประกอบ “OR” และองค์ประกอบ “NOT” (รูปที่ 6) และองค์ประกอบ Schaeffer สามารถแสดงเป็นการเชื่อมต่อตามลำดับขององค์ประกอบ “AND” และ “NOT” องค์ประกอบ (รูปที่ 7)

รูปที่ 8 และรูปที่ 9 แสดงองค์ประกอบ "Exclusion OR" และ "Exclusive OR - NOT" ซึ่งใช้ฟังก์ชันของ disparity และ disparity ด้วยการปฏิเสธ ตามลำดับ

2.5. องค์ประกอบเชิงตรรกะที่ใช้การดำเนินการของฟังก์ชันร่วม การแยกส่วน เพียร์ซ และแชฟเฟอร์ ในกรณีทั่วไป สามารถเป็นอินพุต n ได้ ตัวอย่างเช่น องค์ประกอบลอจิกที่มีอินพุต 3 ตัวที่ใช้ฟังก์ชัน Pierce มีรูปแบบที่แสดงในรูปที่ 10

ในตารางความจริง (รูปที่ 10) ไม่เหมือนตารางในข้อ 2.4 ตัวแปรเอาต์พุต Y มีแปดค่า จำนวนนี้ถูกกำหนดโดยจำนวนชุดค่าผสมที่เป็นไปได้ของตัวแปรอินพุต N ซึ่งโดยทั่วไปจะเท่ากับ: N = 2 n โดยที่ n คือจำนวนตัวแปรอินพุต

2.6. องค์ประกอบลอจิกใช้ในการสร้างวงจรรวมที่ดำเนินการเชิงตรรกะและเลขคณิตต่างๆ และมีวัตถุประสงค์การทำงานที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่น ไมโครวงจรของประเภท K155LN1 และ K155LA3 มีอินเวอร์เตอร์หกตัวและองค์ประกอบ Schaeffer สี่ตัวตามลำดับ (รูปที่ 11) และไมโครวงจร K155LR1 มีองค์ประกอบประเภทต่าง ๆ (รูปที่ 12)

2.7. FAL ของความซับซ้อนใดๆ สามารถนำไปใช้ได้โดยใช้องค์ประกอบทางลอจิคัลที่ระบุ เป็นตัวอย่าง ให้พิจารณา FAL ในรูปแบบพีชคณิต ในรูปแบบ:

. (1)

มาทำให้ FAL นี้ง่ายขึ้นโดยใช้กฎข้างต้น เราได้รับ:

(2)

แผนภาพการทำงานของอุปกรณ์ที่ใช้ FAL ภายใต้การพิจารณาจะแสดงในรูปที่ 13

ควรสังเกตว่าฟังก์ชัน (2) ที่ได้รับหลังจากการแปลงไม่ได้ถูกย่อให้เล็กสุดอย่างสมบูรณ์ การลดฟังก์ชันให้เหลือน้อยที่สุดจะดำเนินการในระหว่างการทำงานในห้องปฏิบัติการ

3. คำอธิบายวัตถุและเครื่องมือวิจัย

อุปกรณ์ที่ศึกษาในห้องปฏิบัติการแสดงในรูปที่ 14

3.1. อุปกรณ์นี้คือกลุ่มขององค์ประกอบลอจิคัลที่สร้างขึ้นบนวงจรไมโครซีรีส์ K155 (องค์ประกอบ DD1-DD4)

สำหรับวงจรขนาดเล็กของซีรีย์นี้ หน่วยลอจิคัลสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้า U 1 = (2.4 ธ 5.0) V และศูนย์โลจิคัล - U 0 = (0 ธ 0.8) V

3.2. ตรรกะ "0" และ "1" ที่อินพุตขององค์ประกอบถูกตั้งค่าโดยใช้ปุ่มที่แผงด้านหน้าของบล็อก K32 ใต้คำจารึก "โปรแกรมเมอร์รหัส" หมายเลขปุ่มบนแผงตรงกับตัวเลขบนแผนภาพอุปกรณ์

การแสดงปุ่มประเภทนี้ในรูปแบบกราฟิกที่สมบูรณ์ (เรียกว่า "ปุ่มล็อค") จะแสดงเฉพาะสำหรับปุ่ม SA1 เท่านั้น

เมื่อกดปุ่มอินพุตขององค์ประกอบจะเชื่อมต่อผ่านตัวต้านทาน R1 ไปยังแหล่งกำเนิดที่มีแรงดันไฟฟ้า 5V ในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้า U 1 จะทำหน้าที่ที่อินพุตขององค์ประกอบซึ่งสอดคล้องกับการจ่ายหน่วยลอจิคัลไปยังเอาต์พุตของวงจรไมโคร เมื่อกดปุ่ม อินพุตขององค์ประกอบจะเชื่อมต่อกับบัสที่ศักย์กราวด์ ซึ่งสอดคล้องกับการใช้ศูนย์ลอจิคัล U 0 กับเอาต์พุตของไมโครวงจร

3.3. สัญญาณลอจิกจากเทอร์มินัลขององค์ประกอบ DD1 ธ DD4 จะถูกส่งไปยังตัวบ่งชี้ดิจิทัลและเกิดขึ้นในรูปแบบของสัญลักษณ์ "0" และ "1" ตัวบ่งชี้ดิจิตอลจะอยู่ในบล็อก K32 ทางด้านซ้าย (ต้องกดปุ่ม "IO \ 2" ใต้ตัวบ่งชี้

3.4. สัญญาณจากเอาต์พุตขององค์ประกอบ DD5 จะถูกป้อนผ่านวงจรสวิตชิ่งไปยังอินพุตของมัลติมิเตอร์ H3014 ขั้นแรก ให้ตั้งค่ามัลติมิเตอร์ไปที่โหมดการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง “-V” และทำการเชื่อมต่อต่อไปนี้:

3.4.1. อินพุต - ช่องเสียบมัลติมิเตอร์ "-V" - เชื่อมต่อด้วยสายเคเบิลเข้ากับช่องเสียบ "เอาต์พุต V ~" ของบล็อก K32

3.4.2. ช่องเสียบ XS1 บนบอร์ดอุปกรณ์เชื่อมต่อด้วยตัวนำเข้ากับช่องเสียบด้านซ้ายใต้ข้อความ "อินพุต 1" ในช่องข้อความ "สวิตช์"

3.4.3. ต้องกดปุ่ม “VSV\VNK” เหนือช่องด้านบน

3.4.4. ควรกดปุ่ม "VX 1" ใต้ข้อความ "Control V ~" และปุ่ม "VSV \ VNK" ในช่องจารึก "KVU" ควรอยู่ในสถานะเผยแพร่

4.1. ศึกษาคุณสมบัติการทำงานขององค์ประกอบเชิงตรรกะ DD1 ธ DD4 และการกำหนดวัตถุประสงค์การทำงาน

อ่าน:

วิธีดาวน์โหลดและกำหนดค่าผู้ช่วยอัจฉริยะสำหรับอุปกรณ์ Android ตัวเลือก "ทุกที่ที่บ้าน" และ "ทุกที่ที่บ้านในรัสเซีย" MTS - คำอธิบายต้นทุนวิธีเชื่อมต่อ วิธีการกู้คืนหรือรีเซ็ตรหัสผ่านผู้ใช้ Windows วิธีลบโปรแกรม Avast อย่างสมบูรณ์เพื่อลบ Avast แอปพลิเคชั่นมือถือ Aliexpress

อ่าน: