В. Дригалкин - Как освоить радиоэлектронику с нуля. Учимся собирать конструкции любой сложности

Логический элемент И-НЕ является комбинацией элементов И и НЕ, поэтому на его условном графическом обозначении есть знак & и небольшой кружок на линии выходного сигнала, символизирующий логическое отрицание. Выход один, а входов два и больше. Логика работы элемента такова: сигнал высокого уровня на выходе появляется лишь тогда, когда на всех входах будут сигналы низкого уровня. Если хотя бы на одном из входов будет сигнал низкого уровня, на выходе элемента И-НЕ будет сигнал высокого уровня, то есть он будет в единичном состоянии, а если на всех входах будет сигнал высокого уровня — в нулевом состоянии.

Элемент И-НЕ может выполнять функцию элемента НЕ, то есть стать инвертором. Для этого надо соединить вместе все его входы. Тогда при подаче на такой объединенный вход сигнала низкого уровня на выходе элемента будет сигнал высокого уровня, и наоборот. Это свойство элемента И-НЕ очень широко используется в цифровой технике.

Триггер— электронное устройство, обладающее двумя устойчивыми электрическими состояниями. Переключение триггера из одного состояния в другое происходит под воздействием входных электрических импульсов. Каждому из двух состояний триггера соответствует свой фиксированный уровень выходного напряжения, что позволяет использовать триггеры в качестве ячеек хранения цифровой информации. Кроме того, эти устройства служат основой счетчиков импульсов, делителей частоты, регистров и многих других цифровых микросхем функционального назначения. Сейчас разговор пойдет о функционировании лишь одного из семейства триггеров — D-триггера.

Условное графическое обозначение D-триггера показано на рис. 6.3.

Рис. 6.3. Условное графическое обозначение D-триггера

У него четыре входа — R, D, С, Sи два выхода — прямой и инверсный. Символом прямого выхода служит буква Q, а инверсного, кроме кружка на линии выходного сигнала, такая же буква, но с черточкой вверху. Уровень сигнала на инверсном выходе всегда противоположен сигналу на прямом выходе. Если, например, триггер находится в единичном состоянии и, следовательно, на его прямом выходе действует напряжение высокого уровня, в это время на инверсном выходе будет напряжение низкого уровня.

Входы R и S — установочные: при подаче напряжения низкого уровня на R-вход триггер устанавливается в нулевое состояние, на С-вход — в единичное. Нулевое состояние считается исходным режимом работы триггера. D-вход триггера, или, как еще говорят, информационный вход, предназначен для приема информации, а С-вход — вход тактовых импульсов синхронизации, источником которых обычно служит генератор импульсного напряжения. Если на D-входе сигнал высокого уровня, то триггер по фронту первого же импульса на С-входе устанавливается в единичное состояние, а если низкого, то в нулевое. На спады синхронизирующих импульсов на С-входе триггер не реагирует.

Каждое же изменение логического состояния триггера означает запись в его память принятой информации, которая может быть передана следующему за ним триггеру или считана соответствующей цифровой микросхемой. По сигналам на этих входах триггер может работать как коммутатор электрических цепей, что и используется в некоторых устройствах автоматики, например в переключателях елочных гирлянд.

Еще раз стоит напомнить, что за рубежом иное представление микросхем на принципиальных схемах, чем в странах СНГ. Это наглядно представлено на рис. 6.4.

Рис. 6.4. Зарубежные логические элементы.

Эти элементы классифицируются следующим образом:

• инвертирование — преобразование «1» в «О» и наоборот. То есть если на входе была «1», то на выходе будет «0». Если был «0» на входе, то на выходе — «1». Обозначается NOT. Микросхема — 7404;

• умножение — на выходе «1», когда на обоих входах «1». Обозначается AND. Микросхема — 7408;

• сложение — на выходе «1», когда хотя бы на одном входе. «1». Обозначается OR. Микросхема — 7432;

• исключающее ИЛИ - на выходе «0», когда на двух входах одинаковые положения: две единицы или два нуля. Обозначается XOR. Микросхема — 7486;