Опыт 3. Исследование логических элементов

Приступая к выполнению работы, следует знать, что логические элементы (ЛЭ) широко применяют в цифровых измерительных приборах (ЦИП), электронных вычислительных машинах, устройствах автоматики.

Логические элементы ИЛИ, И, НЕ реализуют логические функции сложения, умножения, отрицания. Входными и выходными величинами этих элементов являются переменные, принимающие только два значения «1» и «0».

Необходимо учитывать, что состоянию логической единицы соответствует более высокий потенциал (например, 2,5В), логическому нулю – близкий к 0 (например, 0,03В).

Логический элемент ИЛИ, реализующий функцию логического

сложения (дизъюнкцию), имеет несколько входов X₁, X₂,…X_n и один выход Y (рис.3.4,а).

Переменная Y принимает значение «1», если хотя бы одна из входных переменных (X₁, X₂,..., Х_n) принимает значение «1». Переменная Y принимает значение «0», если все входные переменные равны «0».

В качестве примера цепи, реализующей функцию ИЛИ, можно привести параллельное соединение замыкающих контактов нескольких реле. Цепь, в которую входят эти контакты, будет замкнута, если сработает хотя бы одно реле.

Необходимо знать, что логический элемент И, реализующий функцию логического умножения, также имеет несколько входов (X₁, X₂,... Х_n) и один выход (Y) (рис.3.4,б). Переменная Y принимает значение «1», если все переменные (X₁, X₂,.... Х_n) имеют значение «1». Переменная Y равна «0», если хотя бы одна из переменных (X₁, X₂,.... Х_n) равна «0». Функцию «И» реализуют, например, соединенные последовательно замыкающие контакты нескольких реле. Цепь в этом случае будет замкнута, если сработают все реле.

Следует помнить, что логический элемент НЕ (рис. 3.4,в) реализует функцию логического отрицания (инверсию). Он имеет один вход X и один выход Y. Если X = 1, то Y = 0, если X = 0, то Y = 1. Примером цепи, реализующей функцию НЕ, может служить размыкающий контакт реле. При срабатывании реле цепь, в которую входит такой контакт, будет размыкаться.

В данной работе исследуют логические элементы, выполненные на интегральных микросхемах. При этом для определения правильности функционирования ЛЭ применяется авометр в режиме измерения постоянных напряжений.