Boit_K__Cifrovaya_yelektronika_BookZZ_or g (773598), страница 14
Текст из файла (страница 14)
5.6.3. Мажоритарная схема На выходе мажоритарной схемы состояние 1 тогда, когда большинство входов имеют состояние 1. Составьте таблицу истинности для мажоритарной схемы с пятью входами. Запишите нормальную форму ИЛИ согласно таблице истинности и попробуйте максимально ее упростить. Изобразите как можно более простую схему на основных элементах.
Для реализации схемы в наличии имеются только элементы ИЛИ-НЕ. Найденные уравнения нужно преобразовать так, чтобы схему можно было построить только на элементах ИЛИ-НЕ (в базисе ИЛИ-НЕ). 5.6.4. Схема блокировки Автомат по выдавливанию пластмассы может быть включен в производственный цикл только при условии, что режим выдавливания включен, датчик уровня показывает достаточное количество пластмассы в баке, аварийные датчики не показывают состояние аварии, датчики температуры показывают температуру плавления пластмассы и что так называемый цикл очистки не запущен. Для запуска цикла очистки необходимо, чтобы режим цикла очистки был включен, датчик уровня показывал отсутствие пластмассы в баке, аварийные датчики показывали отсутствие состояния аварии и режим выдавливания не включен.
Температура формы может быть любая. Проверка названных условий должна происходить с помощью логической схемы. Оговорим для переменных величин состояния 0 и 1: Режим выдавливания включен А=1 Датчик уровня показывает достаточное количество пластмассы Г = 1 С и выходные определенные определенных Авария Датчики температуры показывают необходимую температуру Режим очистки включен Автомат может работать в режиме выдавливания Автомат может работать в режиме очистки Искомая схема имеет входные переменные А, Р, Е, В, переменные Еи А (рис. 5.67), Она работает как так называемая схема блокировки, т.
е. рабочие режимы становятся допустимыми при выполнении условий. Е=О В=1 С=1 У=1 Я=1 (91 Рис. 5.б?. Входы и выходы искомой цифровой схемы. Требуется синтезировать максимально простую схему, удовлетворяющую описанному выше техническому заданию. Схема должна быть реализована в базисе И-НЕ. 5.6.5. Анализатор показаний радаров Четыре радара передают в цифровую схему логические сигналы А, З, С и Ю, которые могут быть равны 1 или О.
Сигнал А первого радара имеет состояние 1, если он фиксирует самолет. Второй радар выдает В = 1, если самолет летит по направлению к радарам на высоте не менее 2000 м. Третий радар фиксирует изменение курса. Он выдает С = О, если курс самолета меняется в течение интервала времени Лв Если одновременно еще один самолет влетает в воздушное пространство, четвертый радар выдает Ю = 1. Схема должна работать следующим образом. На выходе У появляется сигнал 1, если зафиксирован самолет, который летит к радарам на высоте до 2000 м с неизменным курсом и в зоне действия радаров не наблюдается одновременно еще один самолет. Или радар фиксирует самолет, летящий на высоте более 2000 м, с неизменным в течение времени лг курсом, но в зоне действия радаров зафиксирован еще один самолет.
Требуется синтезировать максимально простую схему, удовлетворяющую описанному выше техническому заданию. Схема должна быть реализована в базисе ИЛИ-НЕ. Контрольный тест 1. Что такое полная конъюнкция? 2. Как образуются нормальные формы ИЛИ? Приведите пример. 3. Чем отличается нормальная форма И от нормальной формы ИЛИ? 4.
Таблица истинности для некоторой схемы изображена на рис. 5.68. Запишите нормальную форму ИЛИ, соответствующую этой таблице истинности. Рис. 5.бв. Таблица истинности. 5. Изобразите карту Карно для переменных К, М, Я и Я. 6. Какие правила соседства действуют для карт Карно с четырьмя переменными? Рнс, 5.69. Карта Карно с занесенной нор- Рнс. 5.70. Карта Карно. маланей формой ИЛИ. 7. Упростите с помощью алгебры логики следующую нормальную форму ИЛИ и проверьте полученное упрощение с помощью карты Карно: У = (А л В л С) ч (А л В л С) ч (А л В л С) ч (А л В л С). 8.
На карте Карно (рис. 5.69) представлена нормальная форма ИЛИ. Максимально упростите ее и запишите упрощенную логическую функцию. 9. Занесите в карту Карно функцию (рис. 5.70): а, =(А лВлСлЮ)ч1АлС)ч(А лВ). Выражения (А л С) и (А л В) представьте как группы. 10. Как организована карта Карно для шести переменных? ГЛАВА 6 СЕМЕЙСТВА СХЕМ 6.1. Общие сведения Логические элементы, называемые также вентилями, строятся почти всегда на полупроводниковой базе. Представление логических элементов в виде переключателей-реле, примененное в разделе 2, служит только для лучшего понимания и на практике имеет небольшое значение. В наше время логические элементы в виде реле используются в основном для схем управления контакторами в силовых цепях с большими токами.
Коитактор — это мощное реле для коммутации в сетях с напряжением 220 В и выше. Итак, современные логические элементы состоят из полупроводников. Известно, что транзистор может работать в качестве бесконтактного переключателя. Такой бесконтактный переключатель может быть построен как на биполярных, так и на полевых транзисторах ИЛИ на полупроводниковых диодах. Таким образом, существует много вариантов изготовления логических элементов из полупроводников. Логические элементы, построенные по одному определенному принципу, образуют семейство схем.
Логические элементы одного семейства совместимы друг с другом и без проблем собираются в схемы. Для сборки цифровой схемы применяют нужные элементы одного семейства. У таких элементов унифицированы напряжения питания и одинаковые уровни сигналов. Времена переключения отдельных элементов равны с некоторым допуском. Логические элементы из различных семейств комбинируются друг с другом только при определенных условиях. Часто для их совместимости приходится применять специальные промежуточные элементы.
Первые полупроводниковые логические элементы строились на дискретных полупроводниковых элементах. Под дискретным элементом понимают единичную деталь в корпусе с выводами, то есть обыкновенные диоды, транзисторы и другие комплектующие изделия. Не дискретные элементы — это полупроводники, собранные вместе в интегральных микросхемах, — комбинации из многих транзисторов или диодов. Значение семейства схем, построенных на дискретных элементах, в последнее время сильно уменьшилось. Такие схемы имеют относительно большие габариты, и их производство обходится дороже, чем производство интегральных микросхем.
Их единственным преимуществом является легкость самостоятельной сборки. Схемы семейства релейно-транзисторной логики (РТЛ) состоят из сопротивлений и биполярных транзисторов (рис. 6.1). Еще одним «дискретным» семейством схем является система РСТЬ (П)тест Соцр1ей Тгапв)всог Ьой(с), состоящая из последовательно вюпоченных биполярных транзисто- б2Б р» ~ ф и, Рее. 6.1. Схема ГТЛ. вв ьд.с~ осп.(п хс рит ва гла1«). ров (рис. 6.2). Оба этих семейства устарели и в настоящее время практически не применяются. Большее значение сегодня имеет система ДТЛ.
ДТЛ сокращенно означает диодно-транзисторная логика. Этому семейству посвящен разд. 6.5. Очень большое значение имеют схемы семейства ТТЛ. ТТЛ сокращенно означает транзисторно-транзисторны логика. Элементы этих схем построены на интегральных микросхемах из биполярных транзисторов (разд. 6.6). Следующее важное семейство называется ЭСЛ. ЭСЛ сокращенно означает эмиттерно-связанная логика (разд. 6.1).
Транзисторы имеют общее эмиттерное сопротивление. Схемы этого семейства также построены на интегральных микросхемах из биполярных транзисторов. В схемах семейства МОП транзисторной логики (МОП вЂ” металл, оксид, проводник) (разд. 6.8) применяются интегральные микросхемы из полевых транзисторов с каналами Фили Ртипа (см.
Войт, Электроника, ч. 2). Если в одном элементе присутствуют МОП-транзисторы с каналами Фи Р типа, то говорят о комплементарной МОП-технологии. Такое семейство называется КМОП логика (подразд. 6.8.4). 6.2. Бинарные уровни напряжения Логические элементы производятся в виде электронных схем. Но электронные схемы «не понимают» никакой цифровой логики. Они реагируют на напряжение на входе, на соответствующие токи и имеют на выходе определенные напряжения. То есть они работают «электрически». Эта мысль лежит в основе идеи объяснить принцип действия всех цифровых схем электрически — независимо от каких-либо логических взаимосвязей.
Можно составить таблицу, аналогичную таблице истинности, и в эту таблицу записать напряжения. Рассмотрим схему на рис. 6.3. Если ко входу А приложено напряжение +5 В, то диод Р, начнет проводить в прямом направлении. На диоде падает напряжение 0,1 В (Я-диод). На выходе У появляется напряжение 4,3 В. Напряжение 4,3 В также будет на выходе, если на В или на оба входа подать напряжение +5 В (рис.
6.4). 1(«44 Г 4. С О, Вро. ов г ов 3 +5 В 4 45 В ов ов 455 +4 3 В аз +«За «5 В 44.3 В Рвс. 6.3. Логическая цифровая схема. Рис. 6.4. Рабочая таблица с напряжениями. б = 1 о1н = низкий уровень напряжения. В«4. ! 2 3 4 зв тзв зв тзв ов ов 4В 43 ов 43 ов 43 ов аз в аз в аз в Рис. 6.5. Рабочая таблица с на- пряжениями. Уровень, стремящийся к минус бесконечности ( — ). Н = Р810Г1 = высокий уровень напряжения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
