Kuhni-nn.ru

Кухни НН
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Логические основы цифровых схем

Логические основы цифровых схем

Логические основы цифровых схем

В некоторых случаях функции электической схемы можно представить с по­мо­щью логических операторов Булевой алгебры. Тогда говорят, что схе­ма циф­ро­вая, т.е. подчиняется законам, хорошо иллюстрированным ло­ги­че­ски­ми операциями — инверсии, логического сложения, конъ­юнк­ции, ис­клю­ча­ю­ще­го «ИЛИ» и т.п. Первым исследовал эти законы Клод Шеннон в 1938 г. на примере электрических цепей с ключами. Впрочем, каждому из нас по силам придумать пример, иллюстрирующий фи­зи­че­ские явления, под­чи­ня­ю­щи­е­ся законам формальной логики.

Одной из самых распространенных аналогий является управление водопроводными кранами. Рассмотрим не­ко­то­рые примеры из этой области, принимая во внимание, что по электрическим схемам тоже «течет ток».

Вентильные схемы работы логических элементов
Рис 1. Вентильные схемы работы логических элементов

Во времена первых компьютеров в ходу была диодная логика, по принципу действия в чем-то схожая с работой водопроводных вентилей. Сегодня логические схемы реализуются интегральными микросхемами с высокой плотностью компоновки полупроводниковых элементов, но иногда полезно вспомнить, как формируется один логический элемент с использованием нескольких диодов.

Содержание

В булевой алгебре сложение по модулю 2 — это функция двух переменных (они же — операнды операции). Переменные могут принимать значения из множества </p data-lazy-src=

Эту эквивалентность можно установить , дважды применяя законы Де Моргана к четвертой строке приведенного выше доказательства.

Исключающее или также эквивалентно отрицанию логической эквивалентности по правилам материальной импликации.

Таким образом, мы имеем:

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1811002-ehlement-isklyuchayushhee-ili.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Элемент исключающее или</a>

Логический динамический элемент «не—или» на транзисторах

Загрузка.

Номер патента: 218528

. то от источникаимпульсов ГИ, через резистор 1,транзистор 3 происходит заряд ко 4, при этом транзистор 3усилителя тока.Напряжение на конденсаторе 4 от некоторого отрицательного значения в исходном состоянии увеличивается сначала до нуля, а затем становится положительным. При достижении уровня отпирания транзистора 5, последний открывается и входиг в насыщение.После окончания положительной полуволны диоды 2, 8 и транзистор 3 закрываются. Тралзистор 5 продолжает оставаться в насыщенном состоянии (благодаря тою разряда конденсатора 4 через резистор 6 н цепь базы этого транзистора). Насьпценное состояние транзистора 5 сохраняется в течение всего полупериода,Транзистор 5 запирается после того, какпоступит отрицательная полуволна. При этом с.

Запоминающий элемент

Загрузка.

Номер патента: 903980

. второго транзистора-типа, исток — с шиной 7 питания, а затвор — с шиной 6 питания. Напряжение отсечки третьего транзистора 5 р -типа выбрано таким, что оно превышает сумму напряжений отсечки лары транзисторов 1 и 2 и транзисторов 3 и 4. Запоминающий элемент работает следующим образом.Транзисторы 1 и 2, 3 и 4 образуютпопарно приборы с отрицательным сопро 5 тивлением — Л -диоды, включенные последовательно. Л -диоды выбраны такимобразом, что максимальный ток верхнегодиода больше максимального тока нижнего диода. В режиме хранения информации1 О на шине 6 поддерживается положительныйпотенциал (О хрьн ), величина которогобольше напряжения отсечки Л -диодов,но меньше напряжения отсечки третьеготранзистора 5 р -типа. Если в запоми 15 нающем.

Способ изолирования места соединения стержней и шин обмотки статора электрической машины

Загрузка.

Номер патента: 1698933

. 1700 ч и более при испытаниях турбогенераторов на напряжение 20 и 24 кВ. влаги наносят слой из 100 мас.ч. диметилсилоксанового каучука с вязкостью 1,8 — 4,8 Па: с, загущенного 30 — 50 мас,ч, коллоидной кремнекислоты до вязкости 30 — 50 Па с при 18 — 24 С, Ленту наматывают вполнахлеста с натяжением, обеспечивающим получение толщины намотки на термореактивную изоляцию на 25 — 40; меньше суммарной ,номинальной толщины слоев ленты.В результате пластифицирования герметизирующей ленты диметилсилоксановым каучуком и диффундирования последнего в термореактивную изоляцию создается водонепроницаемая система изоляции, заполняющая микронеровности прилегающих поверхностей элементов изоляции,При намотке 11-15 слоев ленты на загущенный.

Стабилизатор постоянного напряжения с защитой

Загрузка.

Номер патента: 1312550

. элемента 2 схема находится в обесточенном состоянии. После подачи напряжения скачкообразно устанавливаются опорное напряжение стабилитрона 4 и экспоненциально нарастает напряжение на конденсаторе 6. При этом постоянная времени заряда конденсатора 6 должна быть больше, чем постоянная времени фильтра стабилизатора напряжения. Благодаря этому обеспечивается запуск стабилизатора напряжения без генерации. По окончании переходного процесса схема находится в рабочем состоянии. При нормальном режиме работы выходное напряжение больше опорного напряжения, поэтому база защитного транзистора 1 находится под запирающим потенциалом — защитный транзистор 1 закрыт и не влияет на работу стабилизатора напряжения.При возникновении короткого.

Читайте так же:
Выключатель автоматический однополюсный 20а с ва47

Устройство для магнитной записи

Загрузка.

Номер патента: 1679538

. подмагничивания. Установочный элемент 8 выполнен в виде переменного резистора, включенного между вторыми выводами первого 11 и третьего 13 резисторов и подсоединенного скользящим контактом к первому выводу диода 9.Элемент 7, элемент 8, диод 9 и первый 11-четвертый 14 резисторы входят в состав порогового элемента 18, При этом первый вывод третьего резистора 13 соединен с шиной 19 напряжения питания,Устройство работает следующим образом.Записываемый сигнал поступает с входной шины 2 записываемого сигнала на усилитель 1 записи, в котором осуществляется его усиление и частотная коррекция, С выхода усилителя 1 записи записываемый сигнал подается на неинвертирующий вход 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 операционного усилителя 4 и на.

Логические операции | Программирование микроконтроллеров AVR

Программирование микроконтроллеров Курсы

Логические операции положили начало возникновения цифровых микросхем, дальнейшим развитием которых стали микропроцессоры и микроконтроллеры. Поэтому, изучая программирование микроконтроллеров AVR, в обязательном порядке следует освоить все логические операции. Их на самом деле совсем немного и они достаточно понятны. К тому же соответствующие знания помогут с легкость научиться управлять отдельными битами микроконтроллера, что значительно повышает гибкость программ.

Логические операции

Логические операции отличаются от математических операций, но не в сторону усложнения, а в сторону упрощения. Всего их существует 6 «штук». Мы не будем рассматривать углубленно данную тему, изучим только с позиции, необходимой для программирования МК AVR, но база – есть база, – для всех одинакова.

Сдвиг вправо >>

С помощью данной команды все биты регистра сдвигаются вправо на количество позиций, указанной справа после знака >> . Например, присвоим двоичное значение порту D микроконтроллера:

PORTD = 0b00011100; // начальное значение

Теперь применим операцию сдвига вправо на три разряда

PORTD >> 3; // выполнение операции сдвига

В итоге получим следующее значение в порте D:

PORTD == 0b00000011; // результат

Обратите внимание, что применяя операцию сдвига, освободившиеся разряды заполняются нулями, а вышедшие за пределы биты теряются.

Еще один пример.

Сдвиг влево <<

Данная операция полностью аналогична предыдущей команде, только сдвигаемые биты перемещаются влево.

Еще один пример:

Следующие четыре логические операции называются побитовыми.

Логическая ИЛИ |

Операция | ИЛИ выполняет сравнение двух битов. Если хотя-бы один из них или они оба имеют истинное значение, то есть единицу, то результат будет истинна – единица. Результатом будет ноль (ложь), когда оба разряда равны нулю.

Операцию ИЛИ можно представить на примере двух выключателей, соединенных параллельно. Чтобы светодиод засветился достаточно замкнуть один любой выключатель. Разомкнутый выключатель – это аналог ложного состояния (ноль), а замкнутый – истинна (единица).

Читайте так же:
Главный аварийный выключатель siemens

Логическая операция ИЛИ

Логическая И &

Результатом сравнения двух чисел будет единица (истинна), только в том случае, когда оба бита имеют истинное значение. В противном случае получим ноль.

На примере двух выключателей, соединенных последовательно, побитовая И работает так. Светодиод будет светиться только в том случае, когда оба выключателя замкнуты.

Логическая операция И

Пример с двоичными числами.

Исключающее ИЛИ ^

Исключающее ИЛИ выполняет сравнение двух битов и если только один из них, но не два сразу, будет истинным, то результат будет истинна – единица.

Логическая НЕ

НЕ – самая простая команда, ее еще называют инверсия или отрицание, изменяющая биты на противоположные значения, то есть выполняющая их инверсию или инвертирование:

Теперь мы рассмотрели все 6-ть необходимых операций и можем с пониманием задействовать их при программировании микроконтроллеров AVR.

Логические операции

С помощью рассмотренных команд мы можем установить, сбросить или изменить на противоположное состояние отдельные биты микроконтроллера. Однако прежде, чем к ним приступить, рекомендую потренироваться на листе бумаги с рассмотренными логическими операциями.

Как читать электрические схемы и создавать электронные устройства

Еще статьи по данной теме

Побитовые операции | Программирование микроконтроллеров AVR на C

Мигающий светодиод | Программирование микроконтроллеров AVR

Ошибка где описано как работает логическое И.
00011100
&01001001
Результат
01001000

спасибо дружище за труд !!

Спасибо, но в ответ на лог. И ест ошибка.
И если можно в видео уроках оставте комментариев.
Пример. PORTD = 0b00011100;

PORTD << 3; // PORTD == 0b11100000;

Хоту поддержать автора. Для начала спасибо огромное за те труды, достойные труды, которые затрачены на создание видео и статей. Некоторые вещи автор не договаривает, но думаю это к лучшем ибо разобравшись один раз сам в недосказанном, запомнишь надолго. В самом деле , не в детском, же, садике. На том и основано самообучение, где никто не разжует и в ротик не положит, что бы только проглотить. В наше время в информации дефицита нету. Но, если автор позволит, оставлю одну просьбу. Вопросы, таки, возникают и, порой, тратится очень много времени для нахождения ответов. По моему мнению было бы очень не плохо после нескольких уроков делать хотя бы один стрим с ответами на вопросы в комментариях и онлайн. Автору можно ориентироваться в дальнейшем для восполнения пробелов в объяснении и зрителям будет проще искать ответы на вопросы. Этот шаг должен положительно сказаться на количестве подписчиков. В любом случае огромная благодарность автору за статьи и видео.

Дякую, повністю зрозуміло .Але помилку в опереторі “І” виправте.

Счетный триггер.

Из триггера с двумя входами легко можно сделать счетный триггер с одним входом. Для этого два входа объеденим с помощью двух диодов. Диоды здесь необходимы для гальванической развязки.

Когда на полученный таким образом общий вход подается открывающий импульс, происходит открывание запертого транзистора, вследствии чего происходит переключение триггера из одного устойчивого состояния в другое. Следующий импульс возвращает триггер в прежднее состояние. У счетного триггера, также должен быть и выход. Выход можно вывести с коллектора любого из транзисторов. В итоге, получается что на каждые два импульса поступившие на вход, мы получаем один импульс на выходе. Происходит деление любого числа поступивших импульсов на два.

Двоичная система исчисления, представляется наиболее оптимальной для цифровых электронных устройств, оперирующих информацией с помощью двух состояний уровня сигнала. Высокого — соответствующего еденице, и низкого — соответствующему нолю. Если соединить несколько счетных триггеров последовательно — получается устройство, ведущee счет в двоичном режиме исчисления(последовательный счетчик). Каждый последующий триггер, служит здесь двоичным разрядом. Разряд в двоичной системе, может иметь только два значения — 0 и 1. Условимся, что состояние каждого триггера(0 или1)будет определятся состоянием его правого каскада. Для наглядности, пусть индикация состояний будет производиться с помощью лампочек, включенных в качестве коллекторной нагрузки. Представим, что на вход расположенный с левой стороны поступило пять импульсов — пять едениц.

Число 1 на выходе в двоичной системе совпадает с еденицей в системе десятичной.

Число 10 на выходе — соответствует 2 в десятичной системе.

Число 11 в двоичной системе — 3 в десятичной.

Число 100 в двоичной системе — 4 в десятичной.

Число 101 в двоичной системе — 5 в десятичной.

Таким образом осуществляется пересчет и запоминание чисел, а так же — деление частоты.

Развилка «ИЛИИЛИ»

Самая часто используемая развилка в BPMN. По-английски называется Exclusive gateway, Data-based Exclusive Gateway, XOR Gateway. По-русски еще называют «оператор исключающего ИЛИ, управляемого данными», хотя официальный перевод сообщества — развилка «илиили».

Как выглядит

Существует 2 возможных варианта отображения. Вариант не влияет не поведение схемы.

Внешний вид развилки "илиили"

Внешний вид развилки «илиили».

В естественных условиях (на диаграммах) в развилку входят и выходят потоки управления (стрелки).

Варианты развилки "ИЛИИЛИ"

Варианты развилки «ИЛИИЛИ»

Бывает 3 варианта этой развилки:

  • Несколько входов и один выход
  • Один вход и несколько выходов
  • Несколько входов и несколько выходов

Как работает развилка «ИЛИИЛИ»

Количество входящих и выходящих потоков управления определяет то, как работает развилка, т.е. мы имеем 3 варианта её работы:

Несколько входов и один выход

В этом случае развилка просто пропускает токены вперёд.

Развилка «ИЛИИЛИ» пропускает токен вперёд

Такая развилка используется тогда, когда варианты бизнес-процесса надо объединить и пустить дальше уже по общей логике.

Пример использования развилки "ИЛИИЛИ"

Пример использования развилки «ИЛИИЛИ»

В этой роли развилка не меняет число токенов.

Один вход и несколько выходов

В этом случае развилка работает умнее. На каждой выходящей стрелке (потоке управлении) аналитик должен прописать причину, по которой процесс пойдет туда.

Развилка "ИЛИИЛИ" выбирает куда отправить токен

Развилка «ИЛИИЛИ» выбирает куда отправить токен

Причина для перехода по стрелке задается выражением. Выражение — это логический оператор, который может вернуть true или false. Выражение использует данные из контекста. Выражения могут иметь любую сложность, зависит от вашей среды автоматизации, главное чтобы они возращали true или false.

Из-за использования контекста эту развилку часто называют Data-based Exclusive Gateway, т.е. буквально «движимую данными». Если выражение истино (true), то токен переходит по такому потоку управления.

Развилка "ИЛИИЛИ" проверяет контекст

Развилка «ИЛИИЛИ» проверяет контекст

Вот что происходит в примере ниже:

  1. Сотрудник в задаче «Выбрать способ доставки» указывает значение переменной «delivery_method» = Courier
  2. Это значение сохраняется в контекст.
  3. Сотрудник выполняет задачу.
  4. Токен перемещается на развилку.
  5. Развилка проверяет по очереди правила на всех стрелках (проверка выполняется в том порядке, в котором были созданы ветки к развилке):
  • Проверка $ возвращает false
  • Проверка $ возвращает true.
  1. Токен передается в первую сработавшую ветку. Прочие проверки не выполняются.

Пример работы развилки «ИЛИИЛИ» с контекстом

Количество токенов не меняется.

Несколько входов и несколько выходов

Такой вариант работает как сумма вышеописанных. Любой вошедший в развилку токен запускает проверку выражений. Но я не рекомендую объединять роли развилок, т.к. легко запутаться. Официально считается плохим стилем.

Когда применять развилку «ИЛИИЛИ»

  • Практически всегда, когда вы хотите показать единичный выбор между вариантами прохождения процессов можно использовать развилку «ИЛИИЛИ».
  • Когда вы хотите собрать различные потоки управления и дальше действовать единообразно.

Каверзные вопросы

  • А что будет, если ни одно условий не подошло?

Чтобы избежать такой ситуации, одну из выходящих веток из развилки можно указать как поток «в противном случае» (Default Flow).

Поток управления по-умолчанию

Поток управления «в противном случае» в развилке «ИЛИИЛИ»

В таком потоке нельзя написать выражение. Токен уходит в такой поток если все остальные выражения на всех потоках вернули false.

  • А почему на схемах часто развилки идут парами?

Так удобнее отслеживать логику и не путаться в токенах. Это необязательно.

  • Как именно задается последовательность проверок?

В некоторых системах автоматизации есть специальные настройки для этого, в некоторых — просто номером строки в xml файле описания диаграммы (BPMN — на самом деле xml).

Описание выходных потоков управления из развилки "ИЛИИЛИ"

Описание выходных потоков управления из развилки «ИЛИИЛИ»

С этой развилкой разобрались. Поделитесь статьей и напиши в коментариях — всё ли понятно? Может есть другие каверзные вопросы?

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector