В Бессонов - Радиоэлектроника для начинающих (и не только)

Условный символ логического элемента НЕ — тоже цифра 1 в прямоугольнике (рис. 7.6, а ). Но у него один вход и один выход. Небольшой кружок на пересечении прямоугольника и линии выходного сигнала символизирует логическое отрицание на выходе элемента. Физически элемент НЕ представляет собой инвертор — электронное устройство, выходной сигнал которого противоположен входному. Т. е. если на входе элемента действует сигнал низкого уровня, то на его выходе имеется сигнал высокого уровня, и наоборот. Электрический аналог элемента НЕ можно собрать по схеме, представленной на рис. 7.6, б . При наличии на входе сигнала высокого уровня (кнопка SB1 нажата, срабатывает реле К1, размыкаются его контакты К1.1) на выходе элемента имеется сигнал низкого уровня (лампочка не светит). Лучше понять работу элемента НЕ помогут временная диаграмма его работы (рис. 7.6, в ) и таблица состояний (рис. 7.6, г ).

Рис. 7.6. Логический элемент НЕ:

а) условное графическое обозначение; б) его электрический аналог; в) временные диаграммы электрических процессов; г) таблица состояний (истинности) элемента

Любая сколь угодно сложная логическая функция может быть реализована на наборе логических элементов И, ИЛИ, НЕ.

Помимо рассмотренных логических элементов на практике широко применяют комбинированные элементы, реализующие две (и более) логические операции, например, элементы И-НЕ, ИЛИ-НЕ.

Рассмотрим более подробно логический элемент И-НЕ. Он представляет собой комбинацию элементов И и НЕ, поэтому на его графическом обозначении (рис. 7.7, а ) есть знак « («и кружок на линии выходного сигнала, символизирующий логическое отрицание. Выход один, а входов два или больше. Его электрический аналог изображен на рис. 7.7, б . Когда на входе элемента имеется сигнал высокого уровня — логическая единица (обе кнопки нажаты, реле К1 срабатывает, его контакты К1.1 размыкаются), то на выходе имеется сигнал низкого уровня, — логический ноль (лампочка не светит). Если на входе элемента имеется лишь один сигнал высокого уровня (нажата лишь одна какая-либо кнопка, реле не срабатывает и его контакты К1.1 замкнуты), то на выходе имеется сигнал высокого уровня (лампа светит). Такой вывод подтверждается временной диаграммой и таблицей состояния, показанными на рис. 7.7, в, г .

Рис. 7.7. Логический элемент И-НЕ:

а) условное графическое обозначение; б) его электрический аналог; в) временные диаграммы электрических процессов; г) таблица состояний (истинности) элемента

Если входы элемента И-НЕ соединить вместе и подать на них сигнал высокого уровня (на электрическом аналоге — обе кнопки заменить одной), на выходе элемента будет сигнал низкого уровня. И наоборот, при подаче на объединенный вход сигнала низкого уровня, на выходе элемента будет сигнал высокого уровня.

В этом случае элемент И-НЕ становится инвертором, т. е. логическим элементом НЕ.

Это свойство элемента И-НЕ очень широко используется в приборах и устройствах цифровой техники.

Аналогично можно рассмотреть работу и логического элемента ИЛИ-НЕ.

Однако в составе серий цифровых микросхем имеют более широкое распространение элементы И-НЕ и ИЛИ-HE (нежели элементы И, ИЛИ, НЕ), а также более сложные логические элементы И-ИЛИ-НЕ. На основе любого из этих элементов можно реализовать любую элементарную функцию И, ИЛИ, НЕ. На рис. 7.8 показана реализация функций И, ИЛИ, НЕ с помощью логических элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ.

Рис. 7.8. Реализация функций И, ИЛИ, НЕс помощью логических элементов И-НЕи ИЛИ-НЕ

Микросхема K155ЛA3 находит широкое применение в практике радиолюбителя. С нее и начнем знакомство.

Внешний вид и УГО этой микросхемы показаны на рис. 7.9.

Рис. 7.9. Внешний вид и УГО микросхемы K155ЛA3