Типовые фрагменты логических цепей

 

Остановимся на некоторых вопросах, затрагивающих работу логических цепей с общих позиций. Один из них – вопрос о логических соглашениях, касающихся связи между логическими переменными и отображениями их физическими сигналами.

В тех устройствах, которые мы рассматривали, логические переменные 0 и 1 отображаются почти всегда двумя уровнями напряжений U⁰ и U¹.

Разным типом схемотехники присущи разные U⁰ и U¹, обеспечивающие наилучшее функционирование с точки зрения протекающих электрических процессов; для логического описания цепи не требуются абсолютные значения U⁰ и U¹, необходимо лишь условиться, какой из двух уровней отображает логический нуль, какой – логическую 1.

Возможны два варианта представления логических переменных с помощью двух уровней напряжения. В первом, за единицу принимается более высокий уровень напряжения, обозначаемый Н (high). Такой вариант называется соглашением положительной логики.

Во втором случае логическая единица отображается низким уровнем напряжения – L (low). Этот вариант – соглашение отрицательной логике.

Итак, при U¹ > U⁰ - положительная логика;

U¹ < U⁰ - соглашение отрицательной логики.

Нужно подчеркнуть, что в логических элементах, как электрических цепях, сигналы преобразуются однозначно, независимо от того, как мы трактуем сигнал в логическом смысле. Описание элемента через соотношение между электрическими уровнями на его входах и выходах обладает однозначностью и неизменностью.

Логические же операции, выполняемые элементом, не могут быть однозначными, поскольку зависят от способа представления переменных. Изменение способа представления переменных ведёт к изменению логической функции, выполняемой данным элементом.

Рассмотрим пример. Пусть имеется элемент, который функционирует таким образом:

 

Вх1	Вх2	Вых
L	L	L
L	H	L
H	L	L
H	H	H

 

 

Приняв соглашения, положительной и отрицательной логики получим:

Положительная логика: Отрицательная логика:

Вх.1	Вх.2	Вх.3
Операция ИЛИ

х.1

Вх.2

Вх.3

Операция И

 

 

Отсутствие единого логического соглашения по всей схеме приводит к ситуации, которую назовем смешанной логикой.

Для рассматриваемого варианта, возможны шесть ситуаций. Для примера остановимся лишь на одной: сигнал по входу 1 задается в положительной логике, сигнал по входу 2 – в отрицательной, выход вырабатывается по соглашению положительной логики. При записи: Вх1(H), Вх2(L), Вх3(H).

Таблица функционирования элемента примет вид:

 

Вх1(H)	Вх2(L)	Вх3(H)

 

Из таблицы видно, что в данном варианте смешанной логики элемент выполняет операцию “запрет”:

Зная операцию, выполняемую элементом при одном варианте представления переменных, можно получить законы функционирования элемента при других способах кодирования переменных.

Правило соответствия основных операций и соглашений положительной логики имеет вид: и «или

и-не «или-не

«

Далее будет подразумеваться работа логических элементов в положительной логике (если не будет оговорен иной способ кодирования сигналов).