Применение логических элементов.

Используя элементы: дизъюнктор, конъюнктор и инвертор можно построить электрическую схему реализующую любую, сколь угодно сложную функцию. Тоже самое можно сделать используя только элементы Шеффера.

Например: 1) элемент неравнозначности.

Рис. 20. Электрическая схема, выполняющая функцию неравнозначности.

2) логический вентиль (ключ). Входные сигналы проходят на выход только при активном (в данном случае высоком) уровне напряжения управляющего сигнала.

Рис. 21. Электрическая схема и временные диаграммы, поясняющие работу логического вентиля.

3) генератор импульсов. При подаче напряжения питания схема возбуждается и вырабатывает прямоугольные импульсы определенной частоты и длительности.

Рис. 22. Электрическая схема генератора импульсов, выполненная на интегральной микросхеме К155ЛА3. Частота (период) колебаний определяется параметрами конденсатора С1 и резистора R1.

4) логический переключатель. Путем изменения уровня сигнала на управляющем входе можно выбирать один из информационных входов и передавать сигнал с него на выход схемы.

Р ис. 23. Электрическая схема логического переключателя (мультиплексора).

Рис. 24. Временные диаграммы, поясняющие работу логического переключателя.

Функциональные узлы средств вычислительной техники (СВТ).

В интегральном исполнении в широком ассортименте выпускаются различные сложные функциональные узлы, выполняющие определенные операции по преобразованию и обработке цифровых сигналов (шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры, сумматоры, триггеры, регистры, счетчики и др.)

Дешифраторы.

Дешифратор – функциональный узел СВТ, преобразующий код двоичного числа в управляющий сигнал логического уровня, который возникает на одном из его выходов. Номер выхода соответствует значению кода поданному на входы. Если количество выходов N=2^m , где m – количество информационных входов, то дешифратор называется полным.

Р ис. 25. Примеры работы трехразрядного дешифратора с различными входами и выходами: а) с прямыми входами и прямыми выходами при декодировании числа 6; б) с инверсными входами и прямыми выходами при декодировании числа 1; в) с прямыми входами и инверсными выходами при декодировании числа 6.

Входы и выходы дешифраторы могут быть как прямыми так и инверсными. Активным уровнем сигнала для прямого входа является высокий, а для инверсного – низкий. Если выход прямой, то при его активизации на нем действует высокий уровень напряжения, на остальных выходах – низкий. На активизированном инверсном выходе действует низкий уровень напряжения, а на остальных – высокий (Рис. 25).

М икросхемы содержащие дешифраторы обозначаются символами ИД, например, К155ИД4. Дешифраторы строятся на элементах И, имеющих такое количество входов сколько и информационных входов дешифратора (Рис. 26). Часто дешифраторы делаются синхронными. Это значит, что выходные сигналы появляются только при наличии дополнительного управляющего сигнала. Такой сигнал называется синхронизирующим, он может быть как высокого, так и низкого уровня.

. Рис. 26. Электрическая схема двухразрядного дешифратора и его условное обозначение. Условное графическое обозначение дешифратора в интегральном исполнении К555ИД4.

Микросхема К555ИД4 содержит два двухразрядных дешифратора с общими информационными входами А, В. Выбор одного или обоих дешифраторов осуществляется управляющими сигналами D и E соответствующего уровня. Входы S1 и S2 синхронизирующие – низкий уровень напряжения на них разрешает работу соответствующего дешифратора.