Лабораторные работы    Технологии+Бизнес

Логические элементы - устройства, предназначенные для обработки информации в цифровой форме (последовательности сигналов высокого - "1" и низкого - "0" уровней в двоичной логике, последовательность "0", "1" и "2" в троичной логике, последовательностями "0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9" в десятичной логике). Физически логические элементы могут быть выполнены механическими, электромеханическими (на электромагнитных реле), электронными (на диодах и транзисторах), пневматическими, гидравлическими, оптическими и др. 

С развитием электротехники от механических логических элементов перешли к эектромеханическим логическим элементам, а затем к электронным логическим элементам на электронных лампах, пожже - на транзисторах.

В рамках данной работы, нами будут рассмотрены двоичные логические элементы, представленные специализированными микросхемами: "НЕ", "И-НЕ", "ИЛИ-НЕ".
 
Начнем с логического элемента "НЕ", называемого инвертором. На электрических схемах, он имеет обозначение:

Когда на вход A поступает сигнал высокого уровня (логическая "1"), то на выходе Y устанавливается низкий уровень сигнала (логический "0"). Если, наоборот, на вход A поступает сигнал низкого уровня, то на выходе Y устанавливается сигнал высокого уровня. Данный логический элемент входит в состав микросхемы К561ЛН2 (6 элементов "НЕ"):

Далее, рассмотрим логический элемент "И-НЕ". На электрических схемах, он имеет обозначение:

Данный логический элемент работает следующим образом: Если на оба входа A, B подан сигнал высокого уровня (логическая "1"), то на выходе Y устанавливается низкий уровень сигнала (логический "0"). Если хотябы на один из входов подается сигнал низкого уровня, то на выходе Y будет установлен сигнал высокого уровня. Даный логический элемент входит в состав микросхемы К176ЛА7 (4 элемента "И-НЕ"):


Наконец, рассмотрим последний типовой логический элемент "ИЛИ-НЕ". На электрических схемах, он имеет обозначение:

Рассмотрим работу данного логического элемента: Когда на оба входа A,B подан логический сигнал низкого уровня, то на выходе Y устанавливается сигнал высокого уровня. Если хотя бы на один из входов A,B подан сигнал высокого уровня, то на выходе Y будет установлен сигнал низкого уровня. Даный логический элемент входит в состав микросхемы К176ЛT5 (4 элемента "ИЛИ-НЕ"):

Практические задания:

1. Элементы "И", "ИЛИ" - эквивалентные схемы.

   Комментарий: Очень часто возникает необходимость не только в логических элементах вида "ИЛИ-НЕ", "И-НЕ", но и в обычных "ИЛИ", "И", специализированные микросхемы для которых либо сложно найти, либо их нет вообще. Решение данной проблемы описано в текущем задании.
   
   1) С помощью элементов "И-НЕ", "ИЛИ-НЕ", "НЕ" необходимо реализовать работу логических элементов "И", "ИЛИ", не представленных специализированными микросхемами. Ниже приведены эквивалентные схемы этих элементов:
   
   Для этого, нужно собрать соответствующие схемы представленные на рисунке ниже: A) для элемента "И", Б) для элемента "ИЛИ". В схемы для удобства добавлен светодиод. Когда он горит, на выходе Y установлен высокий уровень сигнала, иначе низкий. В качестве R1 и R2 использовать резистры 2КОм. В качестве источника ЭДС использовать блок питания на 5 Вольт.
   
   2) Проверьте работу электрических схем. Для этого, для обоих схем испробуйте 4 различные комбинации: A) К1 и К2 разомкнуты; B) К1 замкнут, К2 разомкнут; C) К1 разомкнут, К2 замкнут; D) К1 замкнут, К2 замкнут. Результаты запишите в две таблицы для А) и для Б).
   
   3) Сфотографируйте и загрузите в шаблон фотографию собранной установки.
   
   Лабораторные работы   Технологии+Бизнес