Gerbang logik dalam litar elektrik

Elemen logik adalah peranti yang membuat sambungan tertentu antara nilai input dan output. Unsur logik asas mempunyai dua input dan satu output. Isyarat kepada mereka adalah diskret, iaitu, mereka mengambil satu daripada dua nilai yang mungkin - 1 atau 0. Kehadiran voltan kadang-kadang diambil sebagai satu, dan ketiadaannya kadang-kadang diambil sebagai sifar. Pengendalian peranti sedemikian dianalisis menggunakan konsep algebra Boolean—algebra logik.

Peranti yang beroperasi dengan isyarat diskret dipanggil diskret. Pengendalian peranti sedemikian dianalisis menggunakan konsep algebra Boolean—algebra logik.

Asas Algebra Logik

Pembolehubah logik ialah nilai input yang boleh mengambil hanya dua nilai bertentangan: x = 1 atau x = 0. Fungsi logik ialah pergantungan nilai output pada input dan isyarat output itu sendiri, yang juga boleh mengambil hanya dua nilai : y = 1 atau y = 0. Operasi logik ialah tindakan yang dilakukan oleh unsur logik dengan pembolehubah logik mengikut fungsi logik.Nilai 1 dan 0 adalah saling bertentangan (terbalik): 1 = 0, 0 = 1. Tanda sempang bermaksud penolakan (penyongsangan).

Diandaikan bahawa 0 • 0 = 0, 0 + 0 = 0, 1 — 0 = 0, 1 + 0 = 1, 1 • 1 = = 1, 1 + 1 = 1.

Apabila mengubah formula algebra logik, operasi penyongsangan dilakukan terlebih dahulu, kemudian pendaraban, penambahan, dan kemudian semua yang lain.

Lihat juga mengenai topik ini: Undang-undang Algebra Litar Sentuhan

Operasi logik asas dibincangkan di sini: Peranti logik

Elemen logik dalam bentuk litar geganti-sentuh

Unsur logik boleh diwakili dalam bentuk litar hubungan geganti (Rajah 1).

nasi. 1. Elemen logik asas (a) dan hubungan geganti setara (b)

Jika kita menganggap bahawa kenalan tertutup sepadan dengan satu isyarat dan kenalan terbuka sepadan dengan sifar, maka elemen A boleh diwakili sebagai kenalan bersambung x1 dan x2 dan geganti y. Jika kedua-dua sesentuh ditutup, maka arus akan mengalir melalui gegelung, geganti akan beroperasi dan sesentuhnya akan tertutup.

Unsur OR boleh diwakili sebagai dua NO kenalan disambung secara selari. Apabila yang pertama atau kedua ditutup, geganti diaktifkan dan menutup kenalannya di mana isyarat akan berlalu.

Unsur NOT boleh diwakili sebagai satu NO kenalan x dan satu NC kenalan y. Jika tiada isyarat digunakan pada input (x = 0), maka geganti tidak berfungsi dan sesentuh y kekal tertutup, arus mengalir melaluinya. Jika anda menutup kenalan x, geganti akan beroperasi dan membuka kenalannya, maka isyarat output akan menjadi sifar.

Dalam rajah. 2 menunjukkan litar yang menjalankan operasi OR — NOT.Jika tiada isyarat digunakan pada mana-mana input, maka transistor akan kekal tertutup, tiada arus akan mengalir melaluinya, dan voltan keluaran akan sama dengan sumber emf Uy = Uc, i.e. y = 1.

nasi. 2. Skim unsur logik ATAU — TIDAK, melakukan operasi logik

Jika voltan dikenakan pada sekurang-kurangnya satu daripada input, maka rintangan transistor akan turun dari ∞ kepada 0 dan arus akan mengalir melalui litar pengumpul pemancar. Kejatuhan voltan merentasi transistor akan menjadi sifar (Uy = 0). Ini bermakna tiada isyarat pada output, iaitu, y = 0. Untuk operasi normal elemen, perlu mencipta anjakan potensi asas berbanding titik sepunya, ini dicapai oleh sumber khas Ucm dan sebuah perintang Rcm. Perintang R6 mengehadkan arus pemancar asas.

Elemen logik yang dibina pada geganti elektromagnet, transistor, teras magnet, lampu elektronik, geganti pneumatik adalah terlalu besar, itulah sebabnya litar bersepadu kini digunakan. Operasi logik di dalamnya dijalankan pada tahap kristal.

Contoh penggunaan get logik dalam litar

Mari lihat beberapa pemasangan litar elektrik yang paling biasa ditemui dalam pemacu elektrik. Dalam rajah. 3a menunjukkan unit bekalan gegelung penyentuh K.

nasi. 3. Nod litar dengan unsur logik: 1 — 8 — nombor input dan output

Apabila butang KNP ditekan, arus mengalir melalui talian dan penyentuh diaktifkan. Kenalan utamanya (tidak ditunjukkan dalam rajah) menyambungkan motor ke rangkaian, dan kenalan K, menutup, memintas butang KNP. Arus kini akan mengalir melalui kenalan ini dan butang KNP boleh dilepaskan.Di bawah tindakan spring, ia membuka sesentuhnya, tetapi gegelung akan terus bertenaga melalui sesentuh K. Apabila butang KnS ditekan, talian terputus dan sesentuh dilepaskan.

Nod ini boleh dilaksanakan pada elemen logik. Litar termasuk gegelung penyentuh K, butang KNP dan KNS, dua elemen logik OR — NOT dan penguat. Keadaan awal ialah x1 = 0 dan x2 = 0, kemudian pada keluaran unsur 1 kita dapat y1 = x1 + x2 = 0 + 0 = 1. Pada keluaran unsur 2 — y5 = x3 + x4 = 1 + 0 = 0, t .ialah gegelung dimatikan, geganti tidak berfungsi.

Jika anda menekan KnP, maka y1 = x1 + x2 = 1 + 0 = 0. Pada output elemen 2 y5 = x3 + x4 = 0 + 0 = 1. Arus mengalir melalui gegelung dan penyentuh diaktifkan. Isyarat y2 digunakan pada input x2 tetapi y1 tidak diubah oleh ini kerana y1 = x1 + x2 = 1 + 1 = 0. Oleh itu gegelung penyentuh ditenagakan.

Jika anda menekan butang KNS, maka isyarat x4 = 1 akan digunakan pada input elemen kedua, kemudian y2 = x3 + x4 = 0 + 1 = 0 dan penyentuh dilepaskan.

Litar yang sedang dipertimbangkan mampu untuk «menghafal» arahan: isyarat y2 kekal tidak berubah walaupun butang dilepaskan.

Fungsi memori yang sama boleh dicapai dengan flip-flop. Jika isyarat x1 = 1 digunakan pada input, maka isyarat y = 1 akan muncul pada output dan akan kekal tidak berubah sehingga kita menekan butang KnS. Flip-flop kemudiannya ditukar dan isyarat y = 0 muncul pada output. Ia akan kekal tidak berubah sehingga kita menekan butang KNP sekali lagi.

Dalam rajah. 3, b menunjukkan blok untuk menyekat elektrik dua geganti PB (ke hadapan) dan PH (terbalik), yang tidak termasuk operasi serentak mereka, kerana ini akan membawa kepada litar pintas.Sesungguhnya, apabila butang KnV ditekan, geganti PB diaktifkan, dan sesentuh tambahannya terbuka, dan gegelung PH tidak boleh ditenagakan walaupun butang KnN ditekan. Ambil perhatian bahawa tiada manuver kenalan penutupan butang di sini, iaitu, tiada modul memori.

Dalam litar dengan elemen logik, apabila kita menekan butang KNV pada elemen pertama, kita mendapat x1 = 1, y2 = x1 = 0. Pada elemen kedua, y7 = x5 + x6 = y2 + x6= 0 + 0 = 1

PB geganti diaktifkan dan isyarat y7 digunakan pada input elemen 4 (y7 — x8 = 1). Tiada isyarat pada input unsur 3 (x2 = 0), maka y4 = x2 = 1. Pada elemen keempat: y10 = x8 + x9 = x8 + y4 = 1 + 1 = 0, iaitu geganti PH tidak boleh berfungsi , walaupun butang KnN ditekan. Kemudian kita mendapat hasil yang sama: 10 = x8 + x9 = = x8 + y4 = 1 + 0 = 0.

Dalam rajah. 3, c menunjukkan geganti pelepas sekiranya menekan butang KnS atau membuka kenalan suis had VK. Dalam litar dengan elemen logik pada kedudukan awal y3 = x1 + x2 = 0 + 0 = 1, iaitu gegelung geganti ditenagakan. Apabila anda menekan butang KnS, kita mendapat y3 = x1 + x2 = 1 + 0 = 0 dan geganti dilepaskan.

Dalam rajah. 3, d menunjukkan peranti untuk menghidupkan geganti sekiranya menekan butang KNP apabila sesentuh VK ditutup. Dalam litar dengan elemen logik dalam keadaan normal kenalan, kita mendapat y7 = NS6 = y6 = NS4 = y3 = x1x2 = 0 • 0 = 0. Jika hanya butang KNP ditekan, maka y7 = x1x2 = 1 • 0 = 0. Jika hanya sesentuh VK ditutup maka y7 = = x1x2 = 0 • 1 = 0 Apabila KNP ditutup dan VK kita dapat y7 = x1x2 = 1 • 1 = 1. Ini bermakna geganti diaktifkan.

Dalam rajah. 3, e menunjukkan litar kawalan untuk dua geganti P1 dan P2.Apabila voltan digunakan pada litar, geganti masa PB diaktifkan, sesentuhnya dalam talian 3 terbuka serta-merta. Litar sedia untuk beroperasi. Apabila butang KNP ditekan, geganti P1 diaktifkan, sesentuhnya ditutup, memintas butang. Kenalan lain di talian 2 dibuka dan di talian 3 ditutup. PB geganti dilepaskan dan hubungannya ditutup dengan kelewatan masa, geganti P2 diaktifkan. Oleh itu, selepas menekan butang KNP, relay P1 diaktifkan serta-merta, dan P2 - selepas beberapa ketika.

Dalam litar dengan unsur logik, nod "Memori" dibina pada flip-flop. Biarkan tiada isyarat pada output (y3 = 0), geganti P1 dan P2 dinyahtenagakan. Tekan butang KNP, isyarat muncul pada output pencetus. Relay P1 diaktifkan dan elemen EV mula disegerakkan.

Apabila isyarat y5 = 1 berlaku, geganti P2 diaktifkan. Apabila anda menekan butang KnS, picu dihidupkan dan kemudian y3 = 0. Geganti P1 dan P2 dilepaskan.

Himpunan biasa dengan unsur logik digunakan secara meluas dalam litar yang lebih kompleks, dan litar sedemikian jauh lebih mudah daripada litar peralatan penghubung geganti.