:: ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ::

ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

   Элементы математической логики - логические элементы. Цифровые микросхемы предназначены для выполнения определенных логических действий над входными сигналами. Если, например, на выходе цифровой микросхемы должно появиться напряжение высокого уровня в том случае, если напряжение высокого уровня присутствует хотя бы на одном из выходов, то говорят, что данная микросхема выполняет логическую операцию ИЛИ (логическое сложение). Если же логический сигнал на выходе микросхемы должен быть равен произведению логических сигналов на входах микросхемы, то говорят об операции логического умножения. Существует множество других правил обработки сигналов в цифровых микросхемах. Есть даже специальная область математики, которая исследует эти законы, – булева алгебра (по имени английского математика Дж. Буля). Вот почему цифровые микросхемы называют еще и логическими.В основу работы цифровых микросхем положена двоичная система счисления. В отличие от всем нам знакомой десятичной системы, имеющей десять цифр, двоичная система опирается лишь на две цифры: 0 и 1.

   Двоичная система счисления используется в большинстве современных цифровых машин. Действия над числами двоичной системы счисления могут осуществлять простейшие логические элементы или их объединения. Логический элемент И имеет два входа и один выход. В верхней части прямоугольника стоит знак & (амперсант), который обозначает операцию объединения, перемножения. Это значит, что напряжение высокого уровня на выходе присутствует в том, и только в том случае, если на обоих входах также напряжения высокого уровня. Это поясняется таблицей истинности. Логический элемент ИЛИ имеет два входа и один выход. Если хотя бы на одном из входов есть напряжение высокого уровня, такое же напряжение будет и на выходе.

   Логический элемент имеет один вход и один выход. Если на вход подать напряжение высокого уровня, то на выходе установится напряжение низкого уровня, и наоборот, т.е. говорят, что входной сигнал инвертируется элементом.Одним из наиболее широко применяемых радиолюбителями в своих конструкциях является логический элемент 2И-НЕ. Он предназначен для выполнения логического умножения с отрицанием. Если подавать входной сигнал на соединенные вместе входы, то он будет работать как инвертор. С помощью двух логических элементов 2И-НЕ можно производить операцию логического умножения, а с помощью трех логических элементов – операцию логического сложения.

   Видно, что с помощью элемента 2И-НЕ можно реализовать любую логическую операцию. В предлагаемом стенде размещены пять блоков, каждый из которых иллюстрирует работу одного из логических элементов. Блоки подключаются к источнику питания индивидуально с помощью переключателя. Причем в нижней части схемы каждого блока загорается светодиод, показывающий работу этой схемы. Таким образом, переводя переключатель их одного положения в другое можно демонстрировать работу элементов: «И»; «ИЛИ»; «НЕ»; «2И – НЕ»; «2ИЛИ – НЕ». Каждый блок имеет условное графическое обозначение, электрический аналог, временные диаграммы, таблицу истинности.