最も単純な論理回路。 パート1:論理回路と単純な論理モジュールに関する一般情報

すべてにご挨拶。

最も単純な論理回路についての記事をいくつか書くことにしました。

このトピックは、このトピックの専門家や専門家よりも、論理の代数や論理構造の理解が不十分な人にとって興味深いものになります。



それでは始めましょう。



組み合わせ論理回路とは何ですか?



これは、バイナリ電気信号を処理できる回路です。 各時点で、組み合わせ論理回路(CLC)の発信信号は、着信信号のみに依存します。 したがって、着信値の同じ組み合わせは、発信の同じ組み合わせに対応します。



CLCの特徴は、メモリ不足です。 つまり、以前に回路に入った信号は重要ではありません。 (映画「21」の登場人物の一人が言ったように、「現在の瞬間は重要です」)



KLCの数学モデル



複雑な回路の理解、分析、およびイメージをよりよく理解するために、多少簡略化された数学モデルが使用されます。

ほとんどのモデルでは、CLCの開発中、回路要素の相互作用時間は考慮されません。 したがって、回路の出力信号は入力信号の変化に即座に応答すると想定します。 また、使用する技術に応じて本質を変えることができる時間依存信号関数x(t)の代わりに(例えば、TTLで0ボルトと5ボルト、CMOSで0ボルトと3.1ボルト)、論理関数xを使用します。値0および1。



KLCの説明



FLCの動作を説明するために、いわゆる真理値表が使用されます。 この表は、入力信号の特定の値に対する出力信号の値を示しています。 次のようになります。







真理値表では、各信号の値は列に配置され、行は信号間の対応を示します。



このようなテーブルを使用して解決される論理的な問題の例を示します。



給水塔があるとしましょう。 配管システムに必要な圧力を作成するには、特定の量の水が24時間体制でタワー内にある必要があります。 しかし、あなたは常に塔に水を引き込むことはできません-それは無次元ではなく、電気エネルギーは安くはありません。 いくつかのインジケータに応じて、タワーへの給水をオンまたはオフにするコントローラーを作成する必要があります。







画像はいくつかのセンサーを示しています:

Xは時刻です。1は日、0は夜です(夜の方が電気が安い)。

YおよびZは湿度センサーです。1が水で、0が乾燥しています。



Wはバルブを制御し、必要に応じてオン(1)およびオフ(0)にします。



この場合の真理値表は次のようになります。







a)読み取り値X、Y、およびZの可能なすべての組み合わせをリストするだけです。

b)最も単純なオプションを見ます:YとZの両方の値が0の場合、これは水がまったくないことを意味します。したがって、Wをオンにする必要があり、夜か昼かは関係ありません。 YとZの両方の値が1の場合、これはそれぞれタンクが満杯であることを意味し、Wはオフにする必要があります。

c)節約について:Z = 1、Y = 0の場合、タンク内の水位は2つのセンサーの間にあります。 さらに、これが夜間(X = 0)に発生する場合、水を最大(W = 1)、日中に収集する価値があります(X = 1(-すべてをそのまま(W = 0);

d)どこにも信じられない:Z = 0でYの値が1になる可能性がある 次に、論理的には、システムの誤動作に関するメッセージを送信する必要がありますが、これは単にできないことを示しています。



シンプルな論理モジュール



最も単純なKLCであるNot-1、And-2、Or-2モジュールを検討してください。



Not-1



これは、1つの入力と1つの出力を持つ最も単純なKLCです。 このモジュールの機能は、入力と反対の値を出力することです。 入口は1つしかないため、出口オプションは2つしかありません。







そして-2



このモジュールはもう少し複雑です。 2つの入口と1つの出口があります。 And-2モジュールの機能は次のとおりです。両方の入力も1に等しい場合にのみ、出力の値は1になります。







または-2



次に、2つの入力と1つの出力を持つ別のモジュール。 少なくとも1つの入力の値が1である場合、出力1でのみ1になります。







継続する。



先日、さらにいくつかの記事を書きます。次に、マルチプレクサー、半加算器、全加算器、およびあらゆる種類のモジュールの組み合わせについて説明します。

ご清聴ありがとうございました。



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