4600

Основные логические элементы. Основные приёмы работы в среде MatLab

Контрольная

Информатика, кибернетика и программирование

Основные логические элементы Всё цифровое оборудование, от простого до сложного, сконструировано с использованием небольшого количества основных схем. Эти схемы, называемые логическими элементами, выполняют некоторые логические функции с двоичными д...

Русский

2012-11-23

84.5 KB

30 чел.

Основные логические элементы

Всё цифровое оборудование, от простого до сложного, сконструировано с использованием небольшого количества основных схем. Эти схемы, называемые логическими элементами, выполняют некоторые логические функции с двоичными данными.

Существуют два основных типа логических схем: схемы принятия решений и память. Логические схемы принятия решений контролируют двоичные состояния входов и выдают выходной сигнал, основанный на состояниях входов и характеристиках логической схемы. Схемы памяти используются для хранения двоичных данных.

Элемент И - это логическая схема, на выходе которой 1 появляется только тогда, когда на все его входы поступает сигнал 1. Если на какой либо из входов поступает 0, на выходе появляется 0.

Рис. 1

На рис. 1 показаны стандартные обозначения, используемые для элементов И. Элемент И может иметь любое количество входов, большее одного. Показанные на рисунке обозначения представляют наиболее часто используемые элементы с двумя, тремя и четырьмя входами.

Состояние и логическую связь между входными и выходными сигналами элемента И отражает так называемая таблица истинности (табл. 1), которая показывает выходное состояние двухвходового элемента для любых возможных состояний входов. Входы обозначены А и В. Выход обозначен Y. Общее число возможных комбинаций в таблице истинности равно N = 2n, где N – общее количество возможных комбинаций, а п общее число входных переменных.

Таблица 1

А

В

Y

0

0

0

1

0

0

0

1

0

1

1

1

Элемент И выполняет операцию логического умножения. Логическое умножение известно как функция И. Выход элемента И математически может быть представлен равенством Y = А·В или Y = АВ. Функция И представляется точкой или знаком между двумя переменными А и В.

Элемент ИЛИ - это логическая схема, на выходе которой появляется 1, если на любой из его входов подана 1. На его выходе появляется 0, если на все его входы поданы 0. Этот элемент, как и элемент И может иметь два или более входов. На рис. 2 показаны стандартные обозначения, используемые для элементов ИЛИ с двумя, тремя и четырьмя входами.

рис. 2

Значения на выходе элемента ИЛИ с двумя входами приведены в таблице истинности (табл. 3). Входы обозначены А и В, а выход обозначен Y.

Таблица 3

А

В

Y

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

1

1

Элемент ИЛИ выполняет логическую операцию сложения. Алгебраически операция, выполняемая элементом ИЛИ, выражается следующим образом Y = А+В или Y = AB. Знак плюс или обозначает функцию ИЛИ.

Элемент НЕ выполняет функцию, которая называется инверсией или дополнением и обычно называется инвертором. Цель инвертора - сделать состояние выхода противоположным состоянию входа. В логических цепях возможны два состояния – 1 и 0. Состояние 1 также называют высоким, чтобы указать, что напряжение в этом состоянии выше, чем в состоянии 0. Состояние 0 также называют низким, чтобы указать, что напряжение в этом состоянии ниже, чем в состоянии 1. Если на вход инвертора подано высокое состояние, или 1, то на выходе появится низкое состояние, или 0. Если же на вход инвертора подать низкое состояние, или 0, то на выходе появится высокое состояние, или 1.

Схематическое обозначение инвертора показано на рис. 3.

Рис. 3

Работу инвертора отражает таблица истинности (табл. 4). Вход инвертора обозначен А, а выход А (читается «не А»). Черточка над буквой А показывает отрицание А. Поскольку инвертор имеет только один вход, то возможны только два состояния входа.

Таблица 4

А

Y

0

1

1

0

Элемент И-НЕ является комбинацией элементов И и НЕ. Элемент И-НЕ является наиболее широко используемой логической функцией. Это обусловлено тем, что эти элементы могут быть использованы для создания некоторых других логических элементов.

Схематическое обозначение элемента И-НЕ показано на рис. 4. На рисунке также показана его эквивалентность последовательно включенным элементу И и инвертору. Кружочек на выходе обозначает инвертирование функции И.

Рис. 4

Ниже приведена таблица истинности для двухвходового элемента И-НЕ (табл. 5). Заметим, что выход элемента И-НЕ является отрицанием выхода элемента И. Подача 0 на любой вход дает на выходе 1. Операция И-НЕ алгебраически выражается следующей формулой Y = , где Y - выход, а А и В -входы.

Таблица 5

А

В

Y

0

0

1

1

0

l

0

1

1

1

1

0

Элемент ИЛИ-НЕ является комбинацией элемента ИЛИ и инвертора. Подобно элементу И-НЕ, элемент ИЛИ-НЕ также может быть использован для создания других логических элементов.

Рис. 6

Схематическое обозначение элемента ИЛИ-НЕ показано на рис. 6. На рисунке также показана его эквивалентность последовательно включенным элементу ИЛИ и инвертору. Кружочек на выходе показывает инвертирование функции ИЛИ.

Таблица 6

А

в

Y

0

0

1

1

0

0

0

1

0

1

1

0

Таблица 6 таблица истинности для двухвходового элемента ИЛИ-НЕ. Заметим, что его выход является отрицанием выхода элемента ИЛИ. 1 на выходе появляется только тогда, когда на оба входа поданы 0. Если на любой из входов подана 1, то на выходе будет 0. Операция ИЛИ-НЕ алгебраически выражается формулой , где Y - выход, а А и В - входы. Существуют элементы ИЛИ-НЕ с двумя, тремя, четырьмя и восемью входами.

Элемент исключающее ИЛИ, в отличие от элемента ИЛИ, который может иметь несколько входов, имеет только два входа. Элемент исключающее ИЛИ подобен элементу ИЛИ в том, что он выдает на выходе 1, когда на какой либо из входов подана 1. Когда же на оба входа подаются 1, выход элемента исключающее ИЛИ отличается от выхода элемента ИЛИ. В этом случае на выходе появляется 0.

Схематическое обозначение элемента исключающее ИЛИ изображено на рис. 7, а таблица 7 – таблица истинности для этого элемента.

Рис. 7

Таблица 7

А

В

Y

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

1

0

Операция исключающее ИЛИ алгебраически выражается следующей формулой Y == АВ. Здесь  -символ суммирования по модулю 2.

Дополнением к элементу исключающее ИЛИ является элемент исключающее ИЛИ-НЕ. Его схематическое обозначение показано на рис. 8. Кружочек на выходе означает инверсию или дополнение.

Рис. 8

Таблица 8 - таблица истинности для элемента исключающее ИЛИ-НЕ. Операция исключающее ИЛИ-НЕ алгебраически выражается формулой

Таблица 8

А

В

Y

0

0

1

1

0

0

0

1

0

1

1

1


Основные приёмы работы в среде MatLab.

Выделение элементов схем – щёлкнуть левой кнопкой мыши по выбранному элементу.

Перемещение элементов схем – выделить элемент и удерживая левую кнопку мыши переместить элемент на выбранное место.

Копирование элементов схем – выделить элемент и при помощи мыши удерживая клавишу CTRL переместить элемент на выбранное место.

Набор текста – установить курсор в выбранное место схемы, двойным левой кнопкой мыши выделить окно и набрать тест.

Изменение параметров элементов схемы – выделить элемент и правой кнопкой мыши вызвать контекстное меню, щёлкнуть по вкладке параметры.


&

A

Y

&

A

C

Y

B

&

A

D

Y

C

B

1

A

B

Y

1

A

C

Y

B

1

A

D

Y

C

B


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

45760. Маклюэн. Понимание медиа 37.5 KB
  Понимание медиа. посвящённа осмыслению средств массовой коммуникации медиа. Средства массовой коммуникации медиа Маклюэн понимает чрезвычайно широко как расширение человека. По мнению Маклюэна глубочайшим заблуждением является убеждение в нейтральности медиа.
45761. Маркс К. К критике политической экономии 30.5 KB
  Маркс считает что анатомию гражданского общества следует искать в политической экономии. Совокупность этих производственных отношений составляет экономическую структуру общества реальный базис на котором возвышается юридическая и политическая надстройка и которому соответствуют опре формы общго сознания. На известной ступени своего развития материальные производительные силы общества приходят в противоречие с существующими производственными отношениями внутри которых они до сих пор развивались. Ни одна общая формация не погибает раньше...
45762. Одномерный человек 41.5 KB
  В результате пролетариат перестал быть революционным классом интегрировавшись в привычную систему ценностей а общество утратило возможности развития. Общество стало бесклассовым но оно далеко от марксова идеала коммунизма. Вместо коммунизма получилось одномерное общество неототалитарная Система существующая за счет гипноза средств массовой информации которые внедряют в каждое индивидуальное сознание ложные потребности и культ потребления. Общество называется свободным имеется в виду либеральное общество в то время как на самом деле в...
45763. НИЦШЕ "АНТИХРИСТ. ПРОКЛЯТИЕ ХРИСТИАНСТВУ" 36 KB
  ПРОКЛЯТИЕ ХРИСТИАНСТВУ предпоследняя работа Ницше Der ntichrist ; первое издание в 1895 окончательная редакция 1956. Позиция Ницше была не совместима с традиционалистским атеизмом. Скорее позиция Ницше напоминает бунт преодоление а не голое и бесплодное отрицание. Священников Ницше именует ядовитыми пауками на древе жизни Церковь для Ницше смертельный враг всего благородного на земле она стремится растоптать всякое величие в человеке она выступает за все болезненное и слабое.
45764. Ницше «Рождение трагедии из духа музыки» 37 KB
  Следует отметить что уже в предисловии посвященном Рихарду Вагнеру Ницше заявляет важнейшую посылку своей работы серьезное отношение к эстетической проблематике к искусству говоря о том что противопоставление искусства серьезности существования грубое недоразумение и что его собственное убеждение это взгляд на искусство как на высшую задачу и собственно метафизическую деятельность в этой жизни. Рождение трагедии из духа музыки Die Geburt der Trgödie us dem Geiste der Musik эстетический трактат 1872 года в котором...
45765. Остин. Как производить действия при помощи слов 40 KB
  Остин требует соотносить философские понятия с понятиями обыденного языка с тем как то или иное слово употребляется в обыденной речи. Книга Как произошло слово самая знаменитая работа по философии обыденного языка . Теория речевых актов представлена в нем как только лингвистическая теория ни о какой философии обыденного языка там и речи нет. Введение перформатива позволяет Остину определить область действия правил логической семантики “утверждений†и очертить таким образом сферу употребления терминов обыденного языка определяемое их...
45766. Полани. Личностное знание 37 KB
  Полани является автором концепции личностного или неявного знания которое с его точки зрения нельзя выразить в явной форме но которое является сущностной составляющей деятельности ученого. Ключевое понятие “эпистемологическая страстность†для Полани “истина†это личностная категория относящаяся к убеждениям каждого конкретного человека. Что касается проблемы сознания то Полани так определяет свою концепцию: “Главным ключом для пересмотра этого понятия понятия “знаниеâ€.Для Полани “личностное знание†это сплав...
45768. Платон. Парменид 35.5 KB
  Однако следует принять во внимание тот факт что между логикой гипотез Платона и структурой логики Гегеля в движении идеи от бытия до понятия существует полное совпадение http: www. Первая гипотеза 137с 142а говорит о том что исходной категорией логики является всеобщее единое субстанция или бытие по Гегелю которое только по форме абстрактно бессодержательно. Вторая гипотеза 142b – 157а – это уже начало движения самой логики которая развёртывается из единого содержащего в снятом виде и субъект и все его предикаты....