Практическая работа № 6
Тема работы: Исследование логических элементов.
Цель работы: исследование логических элементов с помощью программы Electronics Work Bench.
Краткие теоретические сведения
Электрическая схема, предназначенная для выполнения какой-либо логической операции с входными данными, называется логическим элементом. Входные данные представляются здесь в виде напряжений различных уровней, и результат логической операции на выходе — также получается в виде напряжения определенного уровня.
Операнды в данном случае подаются в двоичной системе счисления — на вход логического элемента поступают сигналы в форме напряжения высокого или низкого уровня, которые и служат по сути входными данными. Так, напряжение высокого уровня — это логическая единица 1 — обозначает истинное значение операнда, а напряжение низкого уровня 0 — значение ложное. 1 — ИСТИНА, 0 — ЛОЖЬ.
Логические элементы (Logic Gates):
логическое НЕ
Элемент логическое НЕ или инвертор изменяет состояние входного сигнала на противоположное. Уровень логической 1 появляется на его выходе, когда на входе не 1, и наоборот. Таблица истинности:
|
|
Вход А | Выход Y |
0 | |
1 |
логическое И
Элемент И реализует функцию логического умножения. Уровень логической 1 на его выходе появляется в случае, когда на один и на другой вход подается уровень логической единицы. Таблица истинности:
Вход А | Вход В | Выход Y |
0 | 0 | |
0 | 1 | |
1 | 0 | |
1 | 1 |
логическое ИЛИ
Элемент ИЛИ реализует функцию логического сложения. Уровень логической 1 на его выходе появляется в случае, когда на один или на другой вход подается уровень логической единицы. Таблица истинности
Вход А | Вход В | Выход Y |
0 | 0 | |
0 | 1 | |
1 | 0 | |
1 | 1 |
исключающее ИЛИ
Двоичное число на выходе элемента исключающее ИЛИ является младшим разрядом суммы двоичных чисел на его входах. Таблица истинности:
Вход А | Вход В | Выход Y |
0 | 0 | |
0 | 1 | |
1 | 0 | |
1 | 1 |
элемент И-НЕ
Элемент И-НЕ реализует функцию логического умножения с последующей инверсией результата. Он представляется моделью из последовательно включенных элементов И и НЕ. Таблица истинности элемента получается из таблицы истинности элемента И путем инверсии результата. Эквивалентная модель элемента: Таблица истинности:
Вход А | Вход В | Выход Y |
0 | 0 | |
0 | 1 | |
1 | 0 | |
1 | 1 |
элемент ИЛИ-НЕ
Элемент ИЛИ-НЕ реализует функцию логического сложения с последующей инверсией результата. Он представляется моделью из последовательно включенных элементов ИЛИ и НЕ. Его таблица истинности получается из таблицы истинности элемента ИЛИ путем инверсии результата. Таблица истинности:
|
|
Вход А | Вход В | Выход Y |
0 | 0 | |
0 | 1 | |
1 | 0 | |
1 | 1 |
исключающее ИЛИ-НЕ
Данный элемент реализует функцию "исключающее ИЛИ" с последующей инверсией результата. Он представляется моделью из двух последовательно соединенных элементов: исключающее ИЛИ и НЕ. Таблица истинности:
Вход А | Вход В | Выход Y |
0 | 0 | |
0 | 1 | |
1 | 0 | |
1 | 1 |
Задание: составить схему (рис. 1). В последующих схемах заменить логический элемент и заполнить таблицы истинности, затем проверить правильность их заполнения.
Рис. 1. Схема подключения логического элемента
Контрольные вопросы
1. Что такое логический элемент?
2. Что такое таблица истинности и сколько в ней строк?
3. Что такое конъюнкция и дизъюнкция? Как они реализуются?
4. Что такое логика? Какие два подхода существуют в логике?
5. Что такое булева алгебра?
6. Какие законы булевой алгебры Вы знаете? Где они применяются?
Содержание отчета.
Отчет должен содержать:
¾ тему работы;
¾ цель работы;
¾ схему подключения элемента;
¾ заполненные таблицы истинности;
¾ ответы на контрольные вопросы;
¾ выводы.