PODSTAWOWE UKŁADY LOGICZNE

Chciałbym zaznaczyć, że nie będę się wgłębiał w zagadnienie logiki - po prostu omówię tylko podstawy.

Przez układy cyfrowe rozumiemy układy, w których w każdej chwili występują tylko dwa (zwykle) możliwe stany, np. tranzystor, jako element układu cyfrowego, może być albo w stanie nasycenia, albo w stanie nieprzewodzenia. Istotą techniki cyfrowej jest wytwarzanie cyfrowych sygnałów wyjściowych, jako odpowiedzi na cyfrowe sygnały wejściowe.
Funkcją logiczną nazywa się funkcję, której argumenty (zmienne logiczne) oraz sama funkcja mogą przybierać tylko jedną z dwu wartości, np. 0 (inaczej ang. FALSE - czyli Fałszywe) lub 1 (inaczej ang. TRUE - czyli Prawdziwe). Argumenty funkcji oznaczamy zazwyczaj literami A, B, C, .... Wartości argumentów funkcji logicznej odpowiadają stanom wejść układu cyfrowego, a wartości samej funkcji - stanom wyjść tego układu.

Należy jednak pamiętać, że poziom napięcia dla 0 i 1 logicznej może być różny - zależy od zastosowanych układów np. popularne układy hydrybowe serii  E100-... stosowane w płytkach MER SPA-1 oraz SPA-2 napięcie niskie ( L czyli 0) wynosi max 0.3 V natomiast poziom wysoki (H czyli logiczne 1) wynosi min 15 V. Inne poziomy napięć są dla układów CMOS a jeszcze inne dla TTL. Z punktu widzenia automatyki poziomy napięć są nieistotne.

Przejdźmy teraz do konkretów. Najczęściej stosowanym bramką w urządzeniach srk jest bramka NOR. Co to takiego ? - wyjaśniam.

Bramka NOR.

Bramka ta realizuje funkcję negacji sumy. Czyli inaczej mówiąc, gdy na wszystkich wejściach jest zero logiczne to na wyjściu jest 1 logiczna. Natomiast, gdy na którymkolwiek wejściu pojawi się 1 logiczna to na wyjściu mamy 0 logiczne. 

         

 

Bramka OR.

Bramka realizuje sumę logiczną  A + B = Y, czyli gdy na wszystkich wejściach jest poziom niski L ( 0 logiczne) to na wyjściu jest również poziom L. Natomiast pojawienie się poziomu wysokiego H ( 1 logiczna)  na którymkolwiek wejściu powoduje wystąpienie poziomu H na wyjściu.

          

Schemat analogowy przedstawia bramkę OR. tranzystory T1 i T2 tworzą bramkę NOR natomiast T3 tworzy inwerter. Proszę zauważyć, że oznaczenie na schemacie obu bramek jest prawie identyczne - bramka NOR ma tylko na wyjściu takie małe kółeczko. Kołeczko to zawsze oznacza, że wyjście jest zanegowane ( NOR. NOT, NAND).

Bramka AND i NAND.

Bramki te realizują funkcję iloczynu logicznego i negacji iloczynu

                

Bramka NOT.

Tego to już chyba nie trzeba tłumaczyć.

         

 

Jest jeszcze spora ilość różnych układów logicznych np. przerzutniki, multipleksery, pamięci, dekodery itp. Tych raczeni nie będę omawiał z powodu zbyt obszernych danych na ich temat.