Digital ElectronicZ: основы

Спецвыпуск Xakep, номер #012, стр. 012-026-2

Логическое "ИЛИ"

На схемах выглядит как тот же прямоугольник, но на сей раз в него врисована единичка. Как ты уже догадался, элемент выполняет функцию логического "ИЛИ". Это значит, что на выходе будет ноль только в случае, если на всех входах - ноль, и единица - в противном случае.

Все, что было справедливо для элемента "И" по поводу количества входов, верно и для "ИЛИ". Микросхема: К155ЛЛ1, содержит 4 элемента.

Логическое "НЕ"

Инвертор. Имеет один вход и один выход. Если на входе - 1, то на выходе 0, и наоборот. На схемах изображается так же, как и элемент "ИЛИ", только у выхода имеется небольшой кружок.

Пример: К155ЛН1. Содержит 6 элементов.

Логическое "Исключающее ИЛИ"

Это еще один логический элемент - правда, не такой распространенный.

Изображается очень хитрым образом для базовых элементов. Является нестандартным элементом, о чем свидетельствует отсутствие специальной серии микросхем. Они идут с маркировкой "ЛП" - прочие.

Логика работы следующая: если на все входы поданы одинаковые значения, то на выходе будет 0, и 1 - в противном случае. Пример: К155ЛП5, содержит 4 элемента.

Бывают, кстати, и совмещенные элементы. Например "И-НЕ" - элемент представляет собой обычный "И", выход которого инвертируется. Изображается сие чудо так же, как и элемент "И", только у выхода есть кружок. Бывают еще такие звери, как "6И-ИЛИ-НЕ". Да, а твоя любимая микросхема К155ЛА3 на поверку является сборкой элементов "2И-НЕ".

Триггеры

У всех логических элементов состояние на выходах напрямую зависит от состояния на входах. Но есть и такая белиберда, у которой состояние на выходах зависит еще и от самого себя. Имя сему - триггеры (trigger - защелка). Схема триггера показана на рисунке.

Заметь, что здесь имеет место быть такая фигня, как обратные связи - выходы каждого из элементов "ИЛИ-НЕ", составляющих триггер, соединены со входами этих же элементов, но... Нетяжко заметить, что состояния на выходах все время противоположны (отсюда и обозначение второго выхода - Q с палкой сверху, обозначает, что на этом выходе значение, противоположное Q. Еще можно изобразить как !Q ("не-ку")). Два входа триггера имеют названия R и S (Set и Reset - установка и сброс), отчего сам триггер получил название RS-триггер. Теперь давай разберемся, как же эта бубырня может работать. Но это будет сложно, готовься. Пусть изначально Q = 1, !Q = 0, а на R и S ничего не подано (на самом деле значения Q и !Q возникают случайным образом). Подадим импульс S = 1, тогда Q = 1 и !Q = 0. Теперь подадим R = 1 и получим: Q = 0, !Q = 1. Таким образом триггер является элементарной ячейкой памяти, которая может хранить 1 бит данных, хотя он не так часто применяется именно как ячейка памяти. Вообще говоря, способов его применения - великое множество, легче скорее написать, куда его засунуть нельзя ;). Но вся память, которая применяется в компах, в принципе, построена именно на триггерах! Ну, а одним из более-менее приземленных способов применения триггера является устранение так называемого "эффекта дребезга контактов". Суть этого явления в следующем: вот у тебя есть некая цапа, и когда ты на нее давишь, то приводишь в действие механические части, которые уже в свою очередь замыкают контакты. Баг зарыт именно тут: при замыкании контактов могут проскочить несколько левых импульсов длиной в наносекунды, и, если у тебя в схеме идет подсчет количества нажатий на клавишу, то будут подсчитаны и левые импульсы. А дабы этого избежать, берут и ставят между пимпой и самим девайсом RS-триггер - так, как показано на имаге.