Схемы логических элементов: Схема логических элементов онлайн

B), но ни слова не было сказано о том, как соединять между собой эти простейшие комбинационные логические цепи (КЛЦ, они же – комбинационные схемы).

Вот несколько правил, которые помогут избежать ошибок при соединении проводников и логических модулей:

1. Не соединяйте два выхода напрямую. Это может привести к конфликту сигналов.

2. Если у логического модудя два входа, они оба должны иметь значение. Если неизвестен сигнал на одном из входов, то скорее всего не получится узнать значение исходящего сигнала.

3. Не должно быть циклов. Эффект может быть любым – от нестабильности работы цепи до её неспособности функционировать.

Анализ логических схем

Для упрощения анализа цепей мы будем использовать некоторые условные обозначения. Например:

Как видите, определённый набор элементов изображается с помощью одного-единственного модуля.

Анализ цепи из 6-8 элементов

Возьмём любую сделанную по правилам комбинационную схему. Например вот эту:

Если вам по каким-то причинам не нравится моя схема, нарисуйте свою 🙂

Суть анализа цепи заключается в выявлении исходящих сигналов в зависимости от значений входов.
Существует два метода этого самого анализа – горизонтальный (по строкам) и вертикальный (по столбцам).

Анализ по строкам

Этот тип исследования цепей заключается в следующем: мы поочерёдно выставляем разные значения на входах цепи, и смотрим, как изменяется сигнал во время его прохождения дальше по цепи. Вот наглядный пример:

Таким способом удобно анализировать небольшие схемы с одним-двумя входами, потому что не обязательно строить таблицу истинности.

Для таких цепей, как выбранная нами ранее, лучше всё-таки нарисовать эту самую таблицу и вписывать туда найденные значения. Вот так, например:

Анализ по столбцам

Суть этого метода – поочерёдно, с помощью логических выражений, найти значения для всех частей цепи, и только потом вычислить результат для выходов цепи.

Как видно на картинке, мы вычисляем значения сигнала для каждого элемента цепи, постепенно приближаясь к выходу. Для нашей цепи это будет выглядеть так:

Теперь можно сравнить результаты, полученные с помощью двух методов. Если они совпадают, то это значит, что либо всё сделано правильно, либо мы допустили больше одной ошибки ( 😀 ).

На данный момент всё.

В следующей статье мы начнём создавать свои логические схемы по заданным параметрам.
Продолжение будет очень скоро.
Спасибо за внимание, и хороших всем выходных!

4.4. Логические элементы и синтез логических схем. Информатика: аппаратные средства персонального компьютера

4.4. Логические элементы и синтез логических схем

Сложные цифровые логические устройства, входящие в состав компьютера, состоят из ряда элементарных логических элементов, построенных на базе средств электронной техники. При производстве этих электронных логических элементов используют различные технологии и схемотехнические решения, такие как: ДТЛ (диодно-транзисторная логика), ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика), ЭСЛ (эмиттерно-связанная логика), технологии, основанные на использовании полевых транзисторов, и т.

 д. Логические элементы позволяют реализовать любую логическую функцию. Входные и выходные сигналы логических элементов, соответствующие двум логическим состояниям 1 и 0, могут иметь один из двух установленных уровней электрического напряжения, который зависит от схемотехнического решения логического элемента. Например, для логических элементов, основанных на технологии ТТЛ, высокий уровень электрического напряжения (2,4 ? 5 В) соответствует значению логической единицы (истина), а низкий уровень (0 ? 0,4 В)   – логическому нулю (ложь).

Три приведенных ниже логических элемента составляют функционально полную систему для проектирования цифровых логических устройств, в том числе и соответствующих логических блоков и устройств компьютера, поскольку реализуют функционально полный набор логических функций, состоящий из логических функций: И (конъюнкции), ИЛИ (дизъюнкции), НЕ (отрицания).

1. Логический элемент НЕ, который называется также инвертором, выполняет логическую операцию отрицания (инверсии).

2. Логический элемент И, называемый также конъюнктором, выполняет операцию логического умножения (конъюнкции), теоретически может иметь бесконечное число входов, на практике ограничиваются числом входов от двух до восьми.

3. Логический элемент ИЛИ, называемый также дизъюнктором, выполняет операцию логического сложения (дизъюнкции), теоретически может иметь бесконечное число входов, на практике ограничиваются числом входов от двух до восьми.

При проектировании цифровых логических устройств часто возникает задача по заданной таблице истинности записать выражение для логической функции и реализовать ее в виде логической схемы, состоящей из функционально полного набора логических элементов. Данную задачу называют также задачей синтеза логических схем или логических устройств.

Синтез логических схем на основе функционально полного набора логических элементов состоит из представления логических функций, описывающих данные логические схемы в нормальных формах. Нормальной формой представления считается форма, полученная посредством суперпозиций вспомогательных логических функций – минтермов и макстернов.

Минтермом называют логическую функцию, которая принимает значение логической единицы только при одном значении логических переменных и значение логического нуля при других значениях логических переменных. Например, минтермами являются логические функции F₂, F₃, F₅и F₉(см. рис. 4.3).

Макстерном называют логическую функцию, которая принимает значение логического нуля только при одном значении логических переменных и значение логической единицы при других значениях логических переменных. Например, макстернами являются логические функции

F₈, F₁₂, F₁₄и F₁₅(см. рис. 4.3).

Из минтермов и макстернов методом суперпозиции можно составить логические функции, которые называются соответственно логической функцией, представленной посредством совершенных дизъюнктивных нормальных форм (СДНФ), и логической функцией, представленной посредством совершенных конъюнктивных нормальных форм (СКНФ). Полученные таким образом функции СДНФ и СКНФ будут представлять искомую логическую функцию по заданной таблице истинности. После получения функций СДНФ и СКНФ их необходимо преобразовать (минимизировать). Преобразование данных функций с целью их минимизации осуществляется с помощью законов алгебры логики и специальных разработанных методов: метод Квайна, карты Карно, диаграммы Вейча и т. д.

Рассмотрим задачу синтеза на примере модифицированной таблицы истинности, приведенной на рис. 4.6. Для данной таблицы истинности необходимо записать выражение для выходной функции

F, провести ее преобразование (минимизацию) на основе законов алгебры логики и, используя основные логические элементы – НЕ, И и ИЛИ, разработать логическую схему реализации выходной функции F.

Рис. 4.6. Таблица истинности логических переменных A, В и С

Значения логических переменных А, В и С и соответствующие значения функции F приведены в таблице истинности (см. рис. 4.6), где в столбце № – указан номер комбинации логических переменных A, В и С.

Для решения указанной задачи представим логическую функцию F в виде СДНФ, а затем и в СКНФ. Найдем вспомогательные функции минтермы и макстермы. В заданной таблице истинности выходная функция

F принимает логическое значение, равное логической единице, при комбинациях логических переменных A, В и С, указанных под номерами 3, 6, 8, а значение, равное логическому нулю – при комбинациях, указанных под номерами 1, 2, 4, 5,7.

Минтермы запишем в следующем виде:

Минтермы представляют собой логические произведения (конъюнкции) логических переменных А, В, и С при значениях логической функции F, равных логической единице (комбинации 3, 6, 8). Сомножители (логические переменные A, В и С) входят в минтерм в прямом виде (без отрицания), если их значения равны логической единице, и в инверсном (с отрицанием), если их значения равны логическому нулю. Логическая функция F в СДНФ будет равна логической сумме минтермов:

После минимизации логической функции Fc использованием законов алгебры логики получим ее искомое выражение:

Макстермы запишем в следующем виде:

Макстермы представляют собой логические суммы (дизъюнкции) логических переменных А, В, и С при значениях логической функции F, равных логическому нулю (комбинации 1, 2, 4, 5, 7). Слагаемые (логические переменные A, В, и С) входят в макстерм в прямом виде (без отрицания), если их значения равны логическому нулю, и в инверсном (с отрицанием), если их значения равны логической единице. Логическая функция F в СКНФ будет равна логическому произведению макстермов:

Поскольку полученное выражение для F в виде СКНФ является более громоздким по сравнению с представлением F в виде СДНФ, то в качестве окончательного выражения для F примем ее выражение в виде СДНФ, т. е.

Аналогичным образом можно получить выражение для любой логической функции, которая представлена с помощью заданной таблицы истинности с Означениями логических переменных.

Используем полученное выражение логической функции F для разработки (построения) логической схемы на основе функционально полного набора логических элементов НЕ, И и ИЛИ. При построении логической схемы необходимо учитывать установленные в алгебре логики правила (приоритеты) для выполнения логических операций, которые в данном случае реализуются с помощью логических элементов НЕ, И и ИЛИ. Порядок производимых логических операций будет следующий: операция инверсии (отрицания), операция логического умножения (конъюнкции) и затем операция логического сложения (дизъюнкции). Реализация функции F в виде логической схемы, приведена на рис. 4.7.

Рис. 4.7. Реализация функции F в виде логической схемы

Для графического отображения логических схем существуют различные компьютерные программы, называемые графическими редакторами. Данные программы могут быть включены в другие компьютерные программы, например в программах

Microsoft Word и Microsoft Excel такие редакторы реализованы с помощью панелей инструментов «Рисование», или быть самостоятельными программами, например Paint, Microsoft Visio и т.  д. Воспользуемся встроенным графическим редактором (панель «Рисование») программы MS Excel для графического отображения логической схемы функции F. Данная логическая схема показана на рис. 4.8.

Рис. 4.8. Графическое отображение логической функции F с помощью программы MS Excel

На основе функционально полного набора логических элементов построены различные электронные устройства, входящие в состав компьютера. К таким устройствам относятся сумматоры (выполняющие операции сложения двоичных чисел), триггеры (устройства, имеющие два устойчивых состояния: логического нуля и логической единицы и используемые в качестве двоичных элементов памяти), регистры памяти (состоящие из набора триггеров), двоичные счетчики, селекторы (переключатели сигналов), шифраторы, дешифраторы и т. д.

Рассмотренные выше таблицы истинности логических элементов показывают установившиеся значения логических переменных. Однако когда логические переменные представлены в виде электрических сигналов, то необходимо некоторое время для того, чтобы значение логической функции достигло уровня установившегося состояния из-за внутренних задержек по времени в электронных логических элементах. В среднем задержка электрического сигнала такого элемента составляет 10^-9 с. В компьютере двоичные сигналы проходят через множество электронных схем, и задержка по времени может стать значительной. В этом случае выделяется отрезок времени (такт) на каждый шаг логической операции. Если операция заканчивается раньше, чем заканчивается тактовое время, то устройство, входящее в состав компьютера, ожидает ее окончания. В результате скорость выполнения операций несколько снижается, но достигается высокая надежность, так как обеспечивается синхронизация между многими параллельно выполняющимися операциями в компьютере. Синхронизация устройств в компьютере обеспечивается с помощью специального генератора – генератора тактовой частоты, который вырабатывает электрические импульсы стабильной частоты.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Логические элементы для форматирования

Логические элементы для форматирования Как уже говорилось, логические элементы для форматирования определяют не внешний вид текста, а его тип, и в зависимости от которого браузер применяет тот или иной вид внешнего форматирования. Все элементы, рассматриваемые ниже,

5.5 Фильтрация и синтез изображений

5.5 Фильтрация и синтез изображений Основной прием автоматизированной обработки изображений – фильтрация их целиком, либо выделенных в них областей. Большая часть упомянутых внешних модулей реализует именно функцию фильтрации. Среди наиболее важных в практической

Диспетчер логических дисков

Диспетчер логических дисков Служба предназначена для обнаружения и наблюдения за работой новых жестких дисков. При этом все собираемые сведения передаются службе управления диспетчера логических дисков. Иными словами, если служба Диспетчер логических дисков

5.5 Фильтрация и синтез изображений

5.5 Фильтрация и синтез изображений Основной прием автоматизированной обработки изображений — фильтрация их целиком, либо выделенных в них областей. Большая часть упомянутых внешних модулей реализует именно функцию фильтрации. Среди наиболее важных в практической

Использование логических операций

Использование логических операций Большинство инструментов выделения имеет одинаковые настройки, связанные с логическими операциями. Кнопки переключения режимов находятся слева на панели управления (рис. 16.7). Рис. 16.7. Панель инструментов при работе с инструментом

Синтез звука и формат MIDI

Синтез звука и формат MIDI До настоящего момента речь шла об оцифровке и обработке реального звука, получаемого и записываемого с различных источников. Существует и совершенно иная задача – создание (синтез) звука на компьютере. Синтезатор – это набор управляемых

4.1. Логические переменные и логические операции

4. 1. Логические переменные и логические операции Информация (данные, машинные команды и т. д.) в компьютере представлена в двоичной системе счисления, в которой используется две цифры – 0 и 1. Электрический сигнал, проходящий по электронным схемам и соединительным

6. Синтез текстов.

6. Синтез текстов. С проблемами поиска релевантного знания и понимания текстов весьма тесно соприкасается еще одна проблема, привлекающая сейчас внимание специалистов, работающих в ИИ. Она связана с разгадкой механизмов, лежащих в основе процедур порождения текстов на

§ 2.3 Элементы описания книги. Базовые структурные элементы

§ 2.3 Элементы описания книги. Базовые структурные элементы В самом начале любого файла книги идет признак формата XML<?xml version=”1.0″ encoding=”windows-1251″?>Здесь указана сигнатура принадлежности к формату XML, его версия и кодировка файла. Для русскоязычных FictionBook это обычно windows-1251

§ 2.4 Элементы описания книги (description). Элементы первого уровня

§ 2.4 Элементы описания книги (description). Элементы первого уровня Элемент title-infoСодержит базовую информацию о книге (заголовок, информация об авторе и переводчике, аннотация, вхождение в серию и т.д.)Cинтаксис: <title-info>content</title-info>.Используется в элементах: descriptionВложенные

§ 2.5 Элементы описания книги (description). Элементы второго уровня

§ 2.5 Элементы описания книги (description). Элементы второго уровня Элемент genreЖанр произведения.Содержимое элемента строго фиксировано и определяется файлом FictionBookGenres.xsd, входящим в состав спецификации FictionBook.Список жанров с переводом приведен в Приложении В.Cинтаксис:

§ 2.

6 Элементы описания книги (description). Элементы третьего уровня (информация об авторе)

§ 2.6 Элементы описания книги (description). Элементы третьего уровня (информация об авторе) Элемент first-nameИмя автора книги или документа, а также переводчика.Cинтаксис: <first-name>текст</first-name>Используется в элементах: author, translatorВложенные элементы: нетКоличество вхождений:

§ 2.8 Элементы раздела книги (section). Элементы первого уровня.

§ 2.8 Элементы раздела книги (section). Элементы первого уровня. Элемент citeЦитата. Отрывок текста из другого произведения.В FictionBook с помощью тэга cite также выделяются письма, записки, надписи, списки и еще много чего.Cинтаксис: <cite>content</cite>Используется в элементах: section,

§ 2.9 Элементы раздела книги (section).

Элементы второго уровня.

§ 2.9 Элементы раздела книги (section). Элементы второго уровня. Элемент stanzaСтрофа стихотворения.Cинтаксис: stanza>content</stanza>Используется в элементах: poemВложенные элементы: title, subtitle, vКоличество вхождений: одно и болееАтрибуты: нетВерсия формата: 2.0Пример: см. пример

§ 2.11 Элементы абзаца (стилевые, они же inline элементы)

§ 2.11 Элементы абзаца (стилевые, они же inline элементы) Элемент aСсылка или сноска.Cинтаксис: <a>content</a>Используется в элементах: code, emphasis, p, strikethrough, strong, style, subtitle, sub, sup, th, td, vВложенные элементы:     code, emphasis, strikethrough, strong, style, sub, sup, imageКоличество вхождений:

Синтез звука: сказки и сказочники

Синтез звука: сказки и сказочники Автор: Павел ЗолинОпубликовано 23 января 2012 годаОх уж эти сказки, ох уж эти сказочники! Ох уж эти синтезаторы, ох уж эти инженеры! Людей, так или иначе задействованных в синтезаторостроении, впору ненавидеть, потому что они используют нас,

Что такое логическая диаграмма и таблица истинности?

Логические элементы являются сердцем цифровой электроники. Логические схемы предназначены для выполнения определенной функции, для понимания природы этой функции требуется таблица истинности логической схемы. Когда логические вентили соединены, они образуют цепь. Гейт — это электронное устройство, которое используется для вычисления функции двузначного сигнала. Логические элементы являются основным строительным блоком цифровых схем.

Символы диаграммы вентилей

Логическая диаграмма состоит из вентилей и символов, которые могут напрямую заменить выражение в булевой арифметике. Логический вентиль — это устройство, которое может выполнять одну или все булевы логические операции И, И-НЕ, ИЛИ, НЕ, ИЛИ, исключающее ИЛИ и исключающее ИЛИ. Все типы логических элементов, кроме НЕ, принимают на вход две двоичные цифры и выдают одну двоичную цифру на выходе. Ворота НЕ принимают только одну входную цифру.

Каждый из них имеет различную форму, чтобы показать свою конкретную функцию. Входные данные (булевы переменные) входят слева от символа, а выходные данные выходят справа. В сочетании несколько вентилей могут составить сложную логическую систему оценки, имеющую множество входов и выходов. Цифровые компьютеры создаются путем соединения тысяч или миллионов таких ворот вместе.

Вентиль НЕ

Вентиль НЕ представляет собой стрелку вперед с маленьким кружком на выходе. Круговая часть символа говорит о том, что вывод отрицает ввод.

А	Выход
0	1
1	0

 

Вентиль ИЛИ

Вентиль ИЛИ имеет изогнутую входную сторону и остроконечный выход.

А	Б	Выход
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

 

Элемент И

Элемент И имеет плоскую входную сторону и круглую выходную сторону.

А	Б	Выход
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Вентиль исключающее ИЛИ (исключающее ИЛИ)

Символ вентиля исключающее ИЛИ такой же, как вентиль ИЛИ, но имеет дополнительную изогнутую линию, пересекающую входы.

А	Б	Выход
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Сводка символов логических вентилей

Создание логических диаграмм быстрее и лучше

Нужно нарисовать диаграммы логических вентилей? Ищете инструмент для построения логических схем? Инструмент логических диаграмм Visual Paradigm имеет удобный редактор диаграмм, который позволяет быстро рисовать логические диаграммы. В программном обеспечении логических вентилей есть все.

Изменить эту логическую диаграмму Пример

Редактировать эту логическую диаграмму

РЕДАКТИРОВАТЬ ЭТОГО ЛОГИЧЕСКАЯ ДИАГРАМА.

Страница, которую вы пытались открыть по этому адресу, похоже, не существует. Обычно это результат плохой или устаревшей ссылки. Мы извиняемся за любые неудобства.

Что я могу сделать сейчас?

Если вы впервые посещаете TechTarget, добро пожаловать! Извините за обстоятельства, при которых мы встречаемся. Вот куда вы можете пойти отсюда:

Поиск

• Свяжитесь с нами, чтобы сообщить об отсутствующей странице, или используйте поле выше, чтобы продолжить поиск
• Наша страница «О нас» содержит дополнительную информацию о сайте, на котором вы находитесь, WhatIs.com.
• Посетите нашу домашнюю страницу и просмотрите наши технические темы

Поиск по категории

Сеть

• поставщик сетевых услуг (NSP)

  Поставщик сетевых услуг (NSP) — это компания, которая владеет, управляет и продает доступ к магистральной инфраструктуре Интернета и . ..

• неэкранированная витая пара (UTP)

  Неэкранированная витая пара (UTP) — это повсеместно распространенный тип медных кабелей, используемых в телефонной проводке и локальных сетях (LAN).

• Многопротокольная коммутация по меткам (MPLS)

  Многопротокольная коммутация по меткам (MPLS) — это механизм коммутации, используемый в глобальных сетях (WAN).

Безопасность

• Требования PCI DSS 12

  Требования PCI DSS 12 представляют собой набор мер безопасности, которые предприятия должны внедрить для защиты данных кредитных карт и соблюдения …

• данные держателя карты (CD)

  Данные держателя карты (CD) — это любая личная информация (PII), связанная с лицом, у которого есть кредитная или дебетовая карта.

• Уровни продавца PCI DSS Стандарт безопасности данных индустрии платежных карт (PCI DSS)

  ранжирует продавцов по количеству транзакций за . ..

ИТ-директор

• системное мышление

  Системное мышление — это целостный подход к анализу, который фокусируется на том, как взаимодействуют составные части системы и как…

• краудсорсинг

  Краудсорсинг — это практика обращения к группе людей для получения необходимых знаний, товаров или услуг.

• синтетические данные

  Синтетические данные — это информация, созданная искусственно, а не в результате событий реального мира.

HRSoftware

• вовлечения сотрудников

  Вовлеченность сотрудников — это эмоциональная и профессиональная связь, которую сотрудник испытывает к своей организации, коллегам и работе.

• кадровый резерв

  Кадровый резерв — это база данных кандидатов на работу, которые могут удовлетворить немедленные и долгосрочные потребности организации.