Логические элементы И, ИЛИ, Исключающее ИЛИ. История, Теория, Применение.

• Логические элементы в электронике обрабатывают и передают сигналы в цифровой форме.  

• Сигнал на входе или выходе элемента может принимать только одно из двух значений: ноль или единица.  

• Напряжение питания логических элементов варьируется, но классическое значение - пять вольт.  

• Логика TTL основана на транзисторно-транзисторной логике ТТЛ.  

• ТТЛ-логика заложила основу современной цифровой электроники.  

• ТТЛ-элементы имеют порог переключения около 1.4 вольта и скорость переключения около 25 МГц.  

• КМОП-логика использует полевые транзисторы и имеет более низкое энергопотребление.  

• КМОП совместим с ТТЛ и поддерживает широкий диапазон напряжений питания.  

• КМОП-элементы часто комбинируются с ТТЛ в одном чипе.  

• Логические элементы упрощают конструирование цифровых схем.  

• Совместимые логические элементы могут быть соединены без необходимости знать их внутреннее устройство.  

• В современных устройствах используется напряжение питания 3.3 вольта.  

• Логические элементы используются для вычислений в двоичной системе счисления.  

• Основные типы логических элементов: ИЛИ, И, исключающее ИЛИ, инвертор и буфер.  

• Логические элементы могут иметь разное количество входов в зависимости от задачи.  

• Пример использования логических элементов в кодовом замке для подъезда.  

• Логические элементы отслеживают одновременное нажатие кнопок.  

• Подключение кнопок к минусу питания важно для корректной работы ТТЛ-логики.  

• При нажатии всех кнопок одновременно дверь открывается.  

• При отпускании кнопок дверь закрывается.  

• Логика работы схемы основана на элементе И.  

• Схема не учитывает состояние всех клавиш.  

• Посторонний может проникнуть, нажав все кнопки одновременно.  

• Добавить условие для отключения питания при отпускании всех клавиш.  

• Использовать элемент И для опроса всех клавиш.  

• Таблица истинности показывает все возможные комбинации нажатий.  

• Единственная правильная комбинация приводит к нулю на выходе.  

• Дешифратор принимает несколько цифровых сигналов и выдает сигнал низкого уровня.  

• Используется в вычислительной технике для адресации устройств.  

• Триггер может удерживаться в одном из двух устойчивых состояний.  

• Два основных типа: RS триггер и D триггер.  

• Имеет два входа и два выхода.  

• Переводится в установленное состояние импульсом на входе С.  

• Переводится в обнуленное состояние импульсом на входе R.  

• Пример использования: выключатель кнопки.  

• Подключение нагрузки и светодиода.  

• Имеет два устойчивых состояния, которые меняются тактирующим импульсом.  

• Используется в памяти компьютера для хранения информации.  

• D триггеры образуют ячейки памяти компьютера.  

• Процессор выбирает нужную ячейку через шину адреса и шину данных.  

• Счетчик выдает последовательность чисел, увеличивающихся на единицу.  

• В цифровой технике и программировании счет начинается с нуля.  

• Счетчик имеет два входа: сброс и увеличение.  

• При достижении максимального значения счетчик обнуляется.  

• В десятичной системе это называется переполнением.  

• Счетчики используются для последовательного перебора значений.  

• Пример: обновление изображения на экране с помощью перебора ячеек памяти.  

• Мультиплексор переключает несколько входов на один выход.  

• Пример: переключение между HDMI-входами телевизора.  

• Мультиплексор имеет четыре входа и один выход.  

• Выбор входа осуществляется подачей двоичного кода на входы.  

• Пример: передача данных с входа D0 на выход.  

• Схема включает задающий генератор на микросхеме DD1.  

• Генератор состоит из элементов 2И-НЕ и буфера.  

• Частота генератора регулируется конденсатором и резистором.  

• Генератор нагружен на триггер DD2.  

• Триггер переключается при каждом импульсе, создавая делитель на два.  

• Частота импульсов на выходе триггера в два раза ниже входной.  

• Дешифратор на микросхеме DD3 создает бегущий огонь.  

• Сигнал с выходов дешифратора поступает на буферную микросхему DD4.  

• Тиристоры управляют гирляндами, зажигая их поочередно.  

• Источник питания на 5 вольт для работы ТТЛ-логики.  

• Собран на трансформаторе и параметрическом стабилизаторе.  

• Благодарность за просмотр и приглашение к подписке.  

• Канал посвящен электронике и технике, содержит практические материалы и лекции.