Применение ключей для выполнения логической операции.

Электронные ключи являются основой элементной базы цифровых ЭВМ, которые выполняют арифметические и логические операции. При решении задач управления и обработки информации числа и логические переменные связаны друг с другом. Например, при управлении лифтом, его можно привести в движении кнопкой вызова, если кабина пуста, если двери кабины и шахты закрыты, отсутствуют вызовы, поступившие с других этажей. Таким образом, многие задачи управления приводят к анализу логических условий и выдаче логических команд. Логическая переменная может принимать одно из двух значений: истинно или ложно, для краткости их обозначают обычно символами 1 или 0, не вкладывая в них смысл количества.

Существуют три основные операции между логическими переменными: конъюнкция (логическое умножение), дизъюнкция (логическое сложение) и инверсия(логическое отрицание).

Как можно представить логические функции с помощью электронных схем? Так как логические переменные могут иметь только два дискретных значения, то простейшим способом реализации логической переменной является ключ: разомкнутый ключ эквивалентен логическому нулю, а замкнутый – логической единице.

На рис. 3.10, а показана схема, реализующая функцию И двух переменных. Значение зависимой переменной Yхарактеризуется тем, будет ли замкнута или разомкнута составная коммутируемая цепь, расположенная между входными клеммами. Очевидно, что цепь будет замкнута только тогда, когда Х₁ и Х₂ замкнуты, т. е. равны единице.

А – И; б – ИЛИ

Таким образом, последовательное включение ключей реализует функцию И. Функция ИЛИ может быть получена, если ключи включить параллельно (рис. 3.10, б).

Более сложные логические функции также реализуются с помощью соответствующих электронных схем. Эти схемы имеют один или несколько входов и один выход. Они называются логическими элементами (ЛЭ). Уровень выходного напряжения ЛЭ определяется уровнями напряжений на входах и характером логической функции.

В качестве примера рассмотрим схему ЛЭ И-НЕ (рис. 3.11), реализованную на многоэмиттерном транзисторе (технология ТТЛ).

Рис. 3.11. Схема логического элемента И-НЕ

Для реализации одной и той же логической функции существует довольно большое число схем логических элементов, изготовленных по различным технологиям.

1 2 3 4 5 6

Рис. 3.12. Условное графическое изображение простейших ЛЭ: