kategoriler: Pratik Elektronik, Acemi elektrikçiler
Görüntülenme sayısı: 77535
Makaleye Yorumlar: 1
Mantık yongaları. Bölüm 2 - Gates
Mantıksal elemanlar, küçük bir entegrasyon derecesinde mikro devreler şeklinde bağımsız elemanlar olarak çalışır ve daha yüksek bir entegrasyon derecesinde mikro devrelerde bileşenler şeklinde bulunurlar. Bu tür elemanlar bir düzineden fazla sayılabilir.
Ama önce, sadece dört tanesinden bahsedeceğiz - bunlar VE, VEYA, DEĞİL, VE-DEĞİL unsurlarıdır. Ana elemanlar ilk üçtür ve AND-NOT elemanı zaten AND AND NOT elemanlarının bir kombinasyonudur. Bu unsurlara dijital teknolojinin tuğlaları denilebilir. İlk önce eylemlerinin mantığı nedir?
Dijital devreler hakkındaki makalenin ilk bölümünü hatırlayın. Mikro devrenin girişindeki (çıkışındaki) 0 ... 0.4 V içindeki voltajın mantıksal sıfır veya düşük voltaj seviyesi olduğu söylenmiştir. Voltaj 2,4 ... 5,0 V içindeyse, bu mantıksal bir ünitenin veya yüksek seviyeli bir voltajın seviyesidir.
K155 serisi mikro devrelerin ve 5V besleme gerilimine sahip diğer mikro devrelerin çalışma durumu, tam olarak bu seviyelerle karakterize edilir. Mikro devrenin çıkışındaki voltaj 0.4 ... 2.4V aralığındaysa (örneğin, 1.5 veya 2.0V), bu mikro devreyi değiştirmeyi zaten düşünebilirsiniz.
Pratik öneriler: bu mikro devrenin çıkışta hatalı olduğundan emin olmak için, onu takip eden mikro devre girişini (veya bu mikro devrenin çıkışına bağlı birkaç girişi) ayırın. Bu girişler, çıkış çipini basitçe “yerleştirebilir” (aşırı yük).
Grafik Kuralları
Grafik sembolleri, giriş ve çıkış çizgilerini içeren bir dikdörtgendir. Elemanların giriş çizgileri solda, çıkış çizgileri sağda bulunur. Aynısı devreli tüm sayfalar için de geçerlidir: sol tarafta, tüm sinyaller girilir, sağda çıkışlar vardır. Kitaptaki bir çizgi gibidir - soldan sağa, hatırlanması daha kolay olacaktır. Dikdörtgenin içinde, öğe tarafından gerçekleştirilen işlevi gösteren koşullu bir sembol bulunur.
Mantıksal öğe VE
Mantıksal unsurları değerlendirmeye I elementiyle başlarız.
Şekil 1. Mantıksal eleman VE
Grafik tanımı Şekil 1a'da gösterilmiştir. Ve fonksiyonunun sembolü, İngilizcede "ve" birliğinin yerini alan "&" İngiliz sembolüdür.
Elemanın girişleri, 1 ve 2 indeksleri ile X ve çıktı, bir çıkış fonksiyonu olarak Y harfi ile belirtilir. Okul matematikinde olduğu gibi basittir, örneğin Y = K * X veya genel durumda Y = f (x). Bir eleman, çözülmekte olan sorunun sadece karmaşıklığı ile sınırlı olan ikiden fazla girdi içerebilir, ancak yalnızca bir çıktı olabilir.
Elemanın mantığı aşağıdaki gibidir: Y çıkışındaki yüksek seviye voltajı yalnızca X1 girişinde ve X2 girişinde yüksek seviye voltajı olacaktır. Elemanda 4 veya 8 giriş varsa, belirtilen koşul (yüksek seviye) tüm girişlerde yerine getirilmelidir: I-giriş 1, I-giriş 2, I-giriş 3 ... .. And-at giriş N. bu durumda, çıktı da yüksek bir seviye olacaktır.
And elemanının çalışmasının mantığını daha kolay anlamak için, bir kontak devresi formundaki analogu Şekil 1b'de sunulmaktadır. Burada, Y elemanının çıkışı HL1 lambası ile temsil edilmektedir. Lamba yanıyorsa, bu I elementinin çıkışında yüksek bir seviyeye karşılık gelir. Genellikle bu elemanlara 2-I, 3-I, 4-I, 8-I denir. İlk hane giriş sayısını gösterir.
X1 ve X2 giriş sinyalleri olarak sabit "zil" düğmeleri sabitlenmeden kullanılır. Düğmelerin açık durumu düşük seviyeli bir durumdur ve kapalı durum doğal olarak yüksektir. Bir güç kaynağı olarak şemada galvanik bir batarya gösterilmektedir. Düğmeler açık durumdayken, lamba elbette parlamaz. Lamba sadece her iki düğmeye bir defada basıldığında yanar, yani. I-SB1, I-SB2.Bu, I elemanının giriş ve çıkış sinyali arasındaki mantıksal bağlantıdır.
AND elemanının çalışmasının görsel bir temsili, Şekil 1c'de gösterilen zaman diyagramına bakarak elde edilebilir. İlk başta, X1 girişinde yüksek seviye sinyali görünür, ancak Y çıkışında hiçbir şey olmadı, hala düşük seviye sinyali var. X2 girişinde, sinyal ilk girişe göre biraz gecikmeli olarak görünür ve Y çıkışında yüksek seviye sinyali görünür.
X1 girişindeki sinyal düşük olduğunda, çıkış da düşük olarak ayarlanır. Veya başka bir deyişle, her iki girişte de yüksek seviye sinyalleri mevcut olduğu sürece çıkışta yüksek seviye sinyali tutulur. Aynı şey I'nin daha çok girişli elemanları için de söylenebilir: 8-I ise, çıkışta yüksek bir seviye elde etmek için, yüksek seviyenin sekiz girişin hepsinde bir kerede tutulması gerekir.
Çoğu zaman referans literatüründe, giriş sinyallerine bağlı olarak mantık elemanlarının çıkış durumu, doğruluk tabloları şeklinde verilir. Dikkate alınan eleman 2-I için doğruluk tablosu Şekil 1d'de gösterilmiştir.
Tablo, çarpım tablosuna biraz benziyor, sadece daha küçük. Dikkatle incelerseniz, çıkıştaki yüksek bir seviyenin sadece yüksek seviye voltajı veya aynı şey olan her iki girişte de mantıksal bir birim mevcut olacağını fark edeceksiniz. Bu arada, doğruluk tablosunun çarpım tablosu ile karşılaştırılması kazara olmaktan uzaktır: tüm elektronik doğruluk tabloları dedikleri gibi ezbere bilir.
Ayrıca, fonksiyonu Ve ile tarif edilebilir mantık cebri veya boolean cebiri. İki girişli bir eleman için formül şöyle görünecektir: Y = X1 * X2 veya başka bir Y = X1 ^ X2 yazma biçimi.
Mantıksal öğe VEYA
Sonra OR kapısına bakacağız.
Şekil 2. Mantık geçidi VEYA
Grafik tanımı, incelenen AND elemanına benzer, ancak AND fonksiyonunun & sembolü yerine, 1 rakamı Şekil 2a'da gösterildiği gibi dikdörtgenin içine yazılmıştır. Bu durumda VEYA işlevini gösterir. Solda, And fonksiyonunda olduğu gibi, daha fazla olabilen X1 ve X2 girişleri ve sağda Y harfiyle gösterilen çıktı.
Boole cebri formülü biçiminde OR işlevi Y = X1 + X2 olarak yazılır.
Bu formüle göre, X1 girişinde VEYA X2 girişinde VEYA her iki girişte Y hemen doğru olduğunda yüksek olacaktır.
Şekil 2b'de gösterilen temas diyagramı ne söylendiğini anlamaya yardımcı olacaktır: düğmelerden birine (yüksek seviye) veya her iki düğmeye aynı anda basılması lambanın yanmasına (yüksek seviye) neden olacaktır. Bu durumda, düğmeler X1 ve X2 giriş sinyalleri ve ışık Y çıkış sinyalidir. Hatırlamayı kolaylaştırmak için, Şekil 2c ve 2d sırasıyla zamanlama şemasını ve doğruluk tablosunu gösterir: gösterilen temas devresinin diyagram ve tablo ile çalışmasını tüm sorularda analiz etmek yeterlidir kaybolacak.
Lojik eleman DEĞİL, inverter
Bir öğretmenin dediği gibi, dijital teknolojide bir invertörden daha karmaşık bir şey yoktur. Belki de bu aslında.
Mantık cebirinde, işlem tersine çevirme olarak adlandırılmaz, bu da İngilizce'de olumsuzluk anlamına gelir, yani, çıkıştaki sinyal seviyesi, bir formül formunda Y = / X'e benzeyen giriş sinyaline tam olarak karşılık gelir.
(X'ten önceki eğik çizgi, gerçek ters çevrimi belirtir. Genellikle, bu gösterim oldukça kabul edilebilir olsa da, eğik çizgi yerine alt çizgi kullanılır.).
Elemanın grafik sembolü, içine 1 rakamının yazıldığı bir kare veya dikdörtgen DEĞİLDİR.
Şekil 3. İnvertör
Bu durumda, bu elemanın bir invertör olduğu anlamına gelir. Sadece bir X girişi ve Y çıkışı vardır. Çıkış hattı, bu elemanın bir invertör olduğunu gösteren küçük bir daire ile başlar.
Daha önce de belirtildiği gibi, bir inverter en karmaşık dijital devredir.Ve bu onun iletişim şeması tarafından onaylandı: eğer bundan önce sadece düğmeler yeterli olsaydı, şimdi onlara bir röle eklendi. SB1 düğmesine basılmazken (girişte mantıksal sıfır), K1 rölesinin enerjisi kesilir ve normalde kapalı kontakları çıkıştaki mantıksal birime karşılık gelen HL1 ampulünü açar.
Düğmeye basarsanız (girişe mantıksal bir birim uygular), röle açılır, K1.1 kontakları açılır, çıkıştaki mantıksal sıfıra karşılık gelen ışık söner. Yukarıdaki, Şekil 3c'deki zaman diyagramı ve Şekil 3d'deki doğruluk tablosu ile doğrulanmıştır.
Mantıksal öğe VE DEĞİL
AND geçidi AND geçidi ve NOT geçidinin bir kombinasyonu DEĞİLDİR.
Şekil 4. Mantıksal eleman VE DEĞİL
Bu nedenle, & (mantıksal AND) sembolü grafik sembolünde bulunur ve çıkış çizgisi kompozisyonda bir invertörün varlığını gösteren bir daireyle başlar.
Mantık elemanının kontak analogu Şekil 4b'de gösterilmiştir ve yakından bakarsanız, Şekil 3b'de gösterilen invertörün analoguna çok benzer: ampul ayrıca K1 rölesinin normalde kapalı kontaklarından da açılır. Aslında bu invertör. Röle, AND geçidinin X1 ve X2 girişlerine karşılık gelen SB1 ve SB2 düğmeleriyle kontrol edilir. Diyagram rölenin yalnızca her iki düğmeye basıldığında açılacağını gösterir: bu durumda düğmeler & işlevini (mantıksal AND) gerçekleştirir. Bu durumda, çıkıştaki lamba söner, bu da mantıksal sıfır durumuna karşılık gelir.
Her iki düğmeye de basılmazsa veya bunlardan en az biri değilse, röle devre dışı bırakılır ve devrenin çıkışındaki ışık yanar, bu da mantıksal bir ünitenin seviyesine karşılık gelir.
Yukarıdakilerden, aşağıdaki sonuçları çıkarabiliriz:
İlk olarak, en az bir girişin mantıksal sıfır değeri varsa, çıkış mantıksal bir birim olacaktır. Çıktıdaki aynı durum, her iki girişte de sıfırların bulunması durumunda olacaktır. Bu, AND-NOT elemanlarının çok değerli bir özelliğidir: eğer her iki girişi de bağlarsanız, AND-NOT elemanı bir invertör olur - sadece NOT işlevini yerine getirir. Bu özellik, yalnızca bir veya iki tane gerektiğinde, altı invertör içeren özel bir yonga koymamanıza izin verir.
İkincisi, çıkıştaki sıfır, ancak tüm birlik girişlerinde "toplanırsa" elde edilebilir. Bu durumda, dikkate alınan mantıksal elemanı 2I-NOT olarak adlandırmak uygun olacaktır. İkili, bu öğenin iki girdi olduğunu söylüyor. Hemen hemen tüm mikro devrelerde, 3, 4 ve sekiz girişli elemanlar da vardır. Dahası, her birinin sadece bir çıkış yolu var. Bununla birlikte, 2I-NOT elemanı birçok dijital mikro devre serisinde temel bir eleman olarak kabul edilir.
Girişleri bağlamak için çeşitli seçeneklerle başka bir harika özellik elde edebilirsiniz. Örneğin, sekiz girişli elemanın (8I-NOT) üç girişini birbirine bağlayarak, eleman (6I-NOT) elde ederiz. Ve 8 girişin tümünü birbirine bağlarsanız, yukarıda belirtildiği gibi sadece bir invertör alırsınız.
Bu, mantıksal öğelerle tanışmayı tamamlar. Makalenin bir sonraki bölümünde, mikro devrelerle en basit deneyleri, mikro devrelerin iç yapısını, darbe üreteçleri gibi basit cihazları ele alacağız.
Boris Aladyshkin
Makalenin devamı: Mantık yongaları. 3.Bölüm
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: