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 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 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).
Bramki te realizują funkcję
iloczynu logicznego i negacji iloczynu
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.