Логическими функциями

В последнее время появились и быстро внедряются бесконтактные аппараты, называемые логическими элементами. Логические элементы не имеют движущихся частей, подвижных контактов и обладают значительным сроком службы. Системы автоматического управления с логическими элементами несравненно надежней, чем релейно-контакторные системы.

Логические операции над двоичными переменными реализуются схемами, которые называются комбинационными логическими элементами. Число входов комбинационного логического элемента соответствует числу аргументов воспроизводимых им одной или нескольких булевых функций.

Схему, показывающую связи между различными логическими элементами, где сами элементы представлены условными обозначениями, называют функциональной.

Особенности построения цифровых устройств связаны со способом передачи информации между логическими элементами.

Передача информации между запоминающими логическими элементами в общем случае требует выполнения следующего условия: она производится только после завершения передачи информации о предыдущем состоянии принимающего информацию элемента другому ЗЭ., Для выполнения этого условия в потенциальных схемах используется несколько серий синхронизирующих сигналов, сдвинутых во время относительно друг друга так, что когда сигнал одной серии принимает значение 1, то сигнал другой серии принимает значение 0.

Наиболее распространенные простейшие логические микросхемы содержат логические элементы, выполняющие более сложные логические операции. Это операция И — НЕ (нззывземзя еще логической функцией Шеффера), ИЛИ — НЕ (логическая функция Пирсз), а также операция И — ИЛИ — НЕ, выполняемая соединенными между собой внутри микросхемы более простыми логическими элементами.

товлены на участке подложки, равной площади, занимаемой одним мно-гоэмиттерным транзистором. Соединения на поверхности крис т а л л а оказываются необходимыми только между различными логическими элементами.

Функции, выполняемые логическими элементами и триггерами, могут быть определены по их условным графическим обозначениям, и если схема имеет приемлемую сложность, то по ней можно провести анализ работы ИМС. К функциональным следует относить также

Логическими элементами, реализующими функции логического сложения и логического умножения, являются элементы ИЛИ и И. Таблицы истинности для этих элементов однозначно связывают значение выходной величины Q со значениями трех (или более) входных величин Al, A2, A3, ... (табл. 7.2).

На панели все общие выводы, отмеченные знаком J_, соединены с корпусом, поэтому соединения между логическими элементами осуществляются одним проводом. Вторым проводом служит общий заземляющий провод. Напряжение питания ?/„.п = 5 В ±—5%.

По способу кодирования информации различают потенциальные и импульсные логические элементы (ИЛЭ). Информация, обрабатываемая потенциальными логическими элементами, характеризуется отличающимися потенциальными уровнями. Если логической единице соответствует высокий потенциальный уровень, а логическому нулю — низкий, то такую логику называют положительной (позитивной). Наоборот, если логической единице соответствует низкий потенциальный уровень, а логическому нулю — высокий, то говорят об отрицательной (негативной) логике.

В отличие от макромоделей цепей постоянной структуры, синтезирующих топологические особенности моделируемых цепей с численными методами интегрирования, макромодели вентильных цепей синтезируют подобные особенности с логическими функциями, характеризующими работу вентильных элементов. В качестве вентильных элементов (вентилей) в дальнейшем рассматриваются тиристоры ( 7.15, а), замещаемые в схемах идеальными ключами ( 7.15,6). Такие элементы могут находиться в двух состояниях: открытом, когда u = 0, t>0, и закрытом, когда /==0, ы<0 или «>0, но нет импульса управления. В некоторых аварийных

Исходными данными для проектирования БИС является совокупность ее номинальных функций и характеристик. Кроме того, известным считается технологический процесс изготовления БИС. Цифровые БИС, как правило, описываются логическими функциями, которые реализуются логическими схемами типа НЕ—И, НЕ—ИЛИ, триггеров и т. д.

Логические устройства, выходные функции которых однозначно определяются входными логическими функциями в тот же момент времени, называются комбинационными. Рассмотрим порядок построения комбинационного логического устройства на примере.

После сравнения отдельных 'разрядов выполняется сравнение полученных результатов по всем кодам в соответствии со следующими логическими функциями (при наличии k десятичных разрядов): М Mk V Мк. , Л Ръ V Мъ. г /\Рь- 1ЛЛЛ/ - • •

Посредством данной операции, называемой в практике релейной защиты «выдержка времени на срабатывание», в сочетании с элементарными логическими функциями могут быть осуществлены и другие логические операции, связанные с выдержкой времё-

• Зависимость сигналов, снимаемых с выхода схем или элементов релейного действия, от входных сигналов, подаваемых на эти схемы или элементы, выражается логическими функциями. Логическая функция выражает зависимость выходных переменных от входных. В зависимости от числа входных переменных логические функции делятся на функции одной, двух и многих переменных, причем значения входных переменных и самой функции, могут принимать только два значения: 0 и 1.

Основными логическими функциями двух переменных являются следующие. . • ;

Логические устройства, выходные функции которых однозначно определяются входными логическими функциями в тот же момент времени, называются комбинационными. Рассмотрим порядок построения комбинационного логического устройства на примере.

Такая ограниченность в выборе методов была оправданной при выпуске элементной базы с небольшим функциональным рядом. В последнее время в некоторых интегральных сериях, в частности в ИС 564, ИС 155 и др., существенно увеличилось число элементов с новыми логическими функциями, пригодных для построения комбинационных схем. Однако их широкое применение сильно тормозится из-за отсутствия методик синтеза на них.

Как правило, микросхемы ТТЛ с логическими функциями И, ИЛИ потребляют от источников питания меньшие токи, если на всех входах присутствуют напряжения низкого уровня. Из-за этого входы таких неиспользуемых элементов ТТЛ следует заземлять.

Программируемые логические контроллеры (ПК) предназначены для локальной автоматизации наиболее часто встречающихся в промышленности технологических задач, которые описываются преимущественно комбинационными и логическими функциями [9.6]. ПК с успехом заменяют блоки