Logikelemente und Wahrheitstabellen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Absolut alle digitalen Mikroschaltungen bestehen aus den gleichen logischen Elementen – den „Bausteinen“ jedes digitalen Knotens. Darüber werden wir jetzt reden.

Logisches Element - Dies ist eine Schaltung, die mehrere Eingänge und einen Ausgang hat. Jeder Zustand der Signale an den Eingängen entspricht einem bestimmten Signal am Ausgang.

Also, was sind die Elemente?

Element „UND“ (AND)

Andernfalls wird es "Konjunktor" genannt.

Um zu verstehen, wie es funktioniert, müssen Sie eine Tabelle zeichnen, die die Ausgangszustände für jede beliebige Kombination von Eingangssignalen auflistet. Diese Tabelle heißt „Wahrheitstabelle„Wahrheitstabellen werden in der Digitaltechnik häufig verwendet, um die Funktionsweise logischer Schaltkreise zu beschreiben.

So sehen das „AND“-Element und seine Wahrheitstabelle aus:

Da Sie sowohl mit russischen als auch mit bürgerlichen Technikern kommunizieren müssen. Zur Dokumentation stelle ich symbolische grafische Symbole (GID) von Elementen bereit, die sowohl unseren als auch nicht unseren Standards entsprechen.

Wir schauen uns die Wahrheitstabelle an und klären das Prinzip in unserem Gehirn. Es ist nicht schwer zu verstehen: Eine Einheit am Ausgang des „AND“-Elements entsteht nur, wenn an beiden Eingängen Einheiten anliegen. Dies erklärt den Namen des Elements: Einheiten müssen sich SOWOHL am einen als auch am anderen Eingang befinden.

Wenn wir es etwas anders betrachten, können wir Folgendes sagen: Der Ausgang des „AND“-Elements ist Null, wenn auf mindestens einen seiner Eingänge Null angewendet wird. Lass uns erinnern. Fortfahren.

ODER-Element

Mit anderen Worten, sein Name ist „Disjunctor“.

Wir bewundern:

Auch hier spricht der Name für sich.

Eine Einheit erscheint am Ausgang, wenn eine Einheit auf einen ODER auf den anderen ODER auf beide Eingänge gleichzeitig angewendet wird. Dieses Element kann auch als „AND“-Element für negative Logik bezeichnet werden: Sein Ausgang ist nur dann Null, wenn sowohl der erste als auch der zweite Eingang Nullen haben.

Lass uns weitermachen. Als nächstes haben wir ein sehr einfaches, aber sehr notwendiges Element.

Element "NICHT" (NICHT)

Häufiger wird es als "Wechselrichter" bezeichnet.

Müssen Sie etwas über seine Arbeit sagen?

Na dann lasst uns weitermachen. Die nächsten beiden Elemente erhält man durch den Einbau eines Inverters am Ausgang der „AND“- und „OR“-Elemente.

NAND-Element (NAND)

Das NAND-Gatter funktioniert genauso wie das UND-Gatter, nur ist das Ausgangssignal völlig entgegengesetzt. Wo das „AND“-Element eine „0“-Ausgabe haben sollte, sollte das „AND-NOT“-Element eine Eins haben. Umgekehrt. Dies ist anhand des Ersatzschaltbildes des Elements leicht zu verstehen:

OR-NOT (NOR)-Element

Die gleiche Geschichte – ein „ODER“-Element mit einem Inverter am Ausgang.

Der nächste Kamerad ist etwas listiger:

Exklusives ODER-Element (XOR).

Er ist so:

Die von ihm ausgeführte Operation wird oft als „Addition Modulo 2“ bezeichnet. Tatsächlich basieren digitale Addierer auf diesen Elementen.

Schauen wir uns die Wahrheitstabelle an. Wann ist die Ausgabeeinheit? Richtig: wenn die Eingänge unterschiedliche Signale haben. Auf dem einen - 1, auf dem anderen - 0. So schlau ist er.

Das Ersatzschaltbild sieht in etwa so aus:

Es ist nicht notwendig, es auswendig zu lernen.

Tatsächlich sind dies die wichtigsten logischen Elemente. Auf ihrer Basis sind absolut alle digitalen Mikroschaltungen aufgebaut. Sogar Ihr Lieblings-Pentium 4.

Als nächstes werden wir darüber sprechen, wie man eine digitale Schaltung anhand ihrer Wahrheitstabelle synthetisiert. Das ist überhaupt nicht schwierig, aber Sie müssen es wissen, denn es wird uns in Zukunft nützlich (sogar nützlich) sein.

(zum Vergrößern klicken)

Und schließlich - mehrere Mikroschaltungen, die digitale Elemente enthalten. Die Nummern der entsprechenden Zweige der Mikroschaltung sind in der Nähe der Anschlüsse der Elemente angegeben. Alle hier aufgeführten Chips haben 14 Beine. Die Stromversorgung erfolgt über die Beine 7 (-) und 14 (+). Versorgungsspannung – siehe Tabelle im vorherigen Absatz.

Veröffentlichung: radiokot.ru

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