ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ

Понятие о логических схемах

Для обозначения различной информации - предметов, понятий, действий - мы пользуемся словами. Запись слов производится с помощью букв из некоторого их набора, называемого алфавитом. В цифровой технике для тех же целей пользуются кодовыми словами. В основу теории сложных переключательных схем, называемых логическими, легла алгебра Буля. Впервые возможность применения булевой алгебры для этих целей была показана В.И. Шестаковым в 1936 году, а затем независимо от него, К. Шенноном в 1938 году.

Логические схемы служат основой для создания цифровых вычислительных машин и техники передачи информации дискретными сигналами. В общем случае логические схемы представляют совокупность логических элементов и элементов памяти, соединенных определенным образом.

В логических схемах сигнал на входе и выходе устройства является двоичным, бинарным. Он может принимать только два значения - логического «О» и логической «1». Значения «О» и «1» являются символическими (условными) и нс соответствуют численным значениям напряжения, выражаемым в вольтах. Например, при использовании выходного напряжения ключевого каскада уровнем логического «О» может служить напряжение на коллекторе насыщенного транзистора UKH, уровнем логической «1» - напряжение на коллекторе закрытого транзистора Ек. Однако в цифровых вычислительных машинах числовая информация представляется в двоичной системе счисления. Поэтому двоичные переменные можно рассматривать как элементы двоичного кода числа, т.е. как цифры в этой системе счисления.

Значение выходной переменной в логической схеме в общем случае зависит от знаний входных переменных и от состояний элементов памяти, причем вид этой зависимости определятся характером элементов и способом их соединения.

Существуют два класса логических схем:

  • 1) комбинационные схемы, в которых значение выходной переменной зависит только от значений входных сигналов в данный момент времени;
  • 2) последовательные схемы, в которых выходной сигнал зависит нс только от значений входных сигналов, рассматриваемых в данный момент времени, но и от сигналов на выходах элементов памяти, которые являются результатом логической обработки сигналов, поступавших в предшествующие моменты времени.

Комбинационные схемы состоят, как правило, из одних лишь логических элементов и при заданной комбинации входных сигналов всегда находятся в одном и том же состоянии. Последовательные схемы, кроме логических элементов, содержат и элементы памяти.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >