Логические микросхемы. Часть 2 — логические детали

Микросхемы с логическими элементами

Логические детали, работают как самостоятельные детали в виде микросхем небольшой степени интеграции, так и входят в виде элементов в микросхемы более большой степени интеграции. Этих элементов можно насчитать несколько десятков.
Но сначала расскажем исключительно о четырех из них — это детали И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ.
Важными элементами являются первые три, а компонент И-НЕ это уже комбинация элементов И и НЕ. Такие элементы можно назвать «кирпичиками» цифровой техники.
Для начала необходимо рассмотреть, какая же логика их действия?
Вспомним первую часть статьи о цифровых микросхемах.
Там было сказано, что напряжение при входе (выходе) микросхем в границах 0…0,4В это уровень логического нуля, или напряжение невысокого уровня. Если же напряжение в границах 2,4…5,0В, то это уровень логической единицы или напряжение большого уровня.
Состояние работы микросхем серии К155 и остальных микросхем с напряжением питания 5В отличается конкретно такими уровнями.

[электроника] Триггер на Микросхеме К155ЛА3! Принцип работы и тестирование!

Если на выходе микросхемы напряжение находится в диапазоне 0,4…2,4В (к примеру 1,5 или 2,0В), то можно уже подумать о замене этой микросхемы.
полезные советы: чтобы удостовериться, что неисправна по выходу собственно эта микросхема, следует отсоединить от нее вход следующей за ней микросхемы (или несколько входов, подключенных к выходу этой микросхемы). Эти входы могут просто «подсаживать» (перегружать) микросхему по выходу.

Условные графические определения
Условные графические определения собой представляют прямоугольник, который содержит входные и выходные линии. Входные линии элементов размещаются слева, а выходные с правой стороны.
То же касается и целых листов со схемами: с левой стороны все сигналы входные, с правой выходы. Это как в книжке строка, — слева направо, так будет легче усвоить.
В середине прямоугольника находится относительный символ, обозначающий функцию, осуществляемую элементом.
Закономерный компонент И
Рассмотрение логических элементов начинаем с элемента И.

Микросхемы с логическими элементами

Рисунок 1. Закономерный компонент И
Его графическое обозначение показано на рисунке 1а. Относительным обозначением функции И служит британский символ «&», который в английском заменяет союз «и», ведь все же, вся эта «лженаука» изобреталась в проклятом буржуинстве.
Входы элемента обозначены как X с индексами 1 и 2, а выход, как выходная функция, буквой Y. Просто, как в школьной математике, к примеру, Y = K*X или, в общем случае, Y = f(x) . Входов у элемента может быть и больше, чем два, что исчерпывается только сложностью решаемой задачи, но, выход может быть лишь один.

Логика работы элемента следующая: напряжение большого уровня на выходе Y будет только тогда, когда И-на входе X1 И-на входе X2 будет напряжение большого уровня. Если входов у элемента будет 4 или 8, то указанное требование (наличие большого уровня), должно делаться на всех входах: И-на входе 1, И-на входе 2, И-на входе3 …..И-на входе N. Лишь в данном варианте на выходе будет также большой уровень.
Для того, чтобы было легче разобраться в логике работы элемента И, на рисунке 1б представлен его аналог в виде контактной схемы.
Тут выход элемента Y представлен лампой HL1. Если лампа светится, то это отвечает большому уровню на выходе элемента И. Часто эти элементы именуют 2-И, 3-И, 4-И, 8-И. Первая цифра указывает на кол-во входов.

В качестве входных сигналов X1 и X2 применяются обыкновенные «звонковые» кнопки без фиксации. Разомкнутое состояние кнопок состояние это невысокого уровня, а закрытое, естественно, высокого. Как источник питания на схеме показана гальваническая батарея.
Пока кнопки будут в незамкнутом состоянии, лампа, разумеется, не светит. Лампа включится лишь только тогда, когда будут нажаты сразу две кнопки, т.е. И-SB1, И-SB2.
Такая закономерная связь между входными и выходным сигналом элемента И.
Наглядное представление о работе элемента И можно получить смотря на временную диаграмму, показанную на рисунке 1в. Сначала сигнал большого уровня возникает при входе X1, но на выходе Y ничего не случилось, там также сигнал невысокого уровня.
При входе X2 сигнал возникает с определенной задержкой относительно первого входа, и на выходе Y возникает сигнал большого уровня.
Когда при входе X1 сигнал принимает невысокий уровень, на выходе также ставится сигнал невысокого уровня.
Или, если сказать по-иному, сигнал большого уровня на выходе держится до той поры, пока на двоих входах присутствуют сигналы большого уровня. То же самое можно сказать и о более многовходовых элементах И: если это будет 8-И, то чтобы на выходе получить большой уровень, большой же уровень должен удерживаться сразу на всех восьми входах.

Очень часто в справочниках состояние выхода логических элементов в зависимости от входных сигналов приводится в виде таблиц истинности. Для рассматриваемого элемента 2-И таблица истинности приведена на рисунке 1г.

Таблица несколько похожа на таблицу перемножения, только поменьше. Если с большим вниманием ее выучить, можно заметить, что большой уровень на выходе будет собственно тогда, когда на двоих входах есть напряжение большого уровня или, что то-же самое, логической единицы. Кстати, сравнение таблицы истинности с таблицей перемножения далеко не просто так: все таблицы истинности электронщики знают, как говорят, назубок.

Еще функцию И можно описать с помощью алгебры логики или булевой алгебры. Для двухвходового элемента формула будет смотреться так: Y = X1*X2 или иная форма записи Y = X1^X2 .
Закономерный компонент ИЛИ
Следующим мы будем рассматривать закономерный компонент ИЛИ.

Микросхемы с логическими элементами

Рисунок 2. Закономерный компонент ИЛИ
Его графическое обозначение похоже на только что рассмотренный компонент И, кроме того, что взамен знака &, обозначающего функцию И, в середине прямоугольника вписана цифра 1, как показано на рисунке 2а. В таком случае она означает функцию ИЛИ.
Слева размещены входы X1 и X2, которых, как и в случае функции И может быть и больше, а с правой стороны выход, обозначенный буквой Y.
В виде формулы булевой алгебры функция ИЛИ записывается так Y = X1 + X2.

Согласно этой формуле Y будет настоящим тогда, когда ИЛИ при входе X1, ИЛИ при входе X2, ИЛИ на двоих входах сразу будет большой уровень.
Понять только что сказанное поможет контактная схема, представленная на рисунке 2б: нажатие на любую из кнопок (большой уровень) или на две кнопки сразу, приводит к свечению лампочки (большой уровень). В таком случае кнопки это входные сигналы X1 и X2, а лампочка выходной сигнал Y. Чтобы сказанное было легче усвоить, на рисунках 2в и 2г приведены временная диаграмма и таблица истинности исходя из этого: достаточно проверить работу показанной контактной схемы с диаграммой и таблицей, как все вопросы пропадут.

Закономерный компонент НЕ, преобразователь напряжения
Как говорил один учитель, — в цифровой технике нет ничего труднее преобразователя напряжения. Пожалуй, так и есть в действительности.

Начинающим Логические микросхемы инвертор 40106

В алгебре логики операция НЕ именуется инверсией, что если перевести с английского значит отрицание, другими словами уровень сигнала на выходе с точностью до наоборот отвечает входному сигналу, что в виде формулы смотрится как Y = /X
(Косая черта перед X означает собственно инверсию. В большинстве случаев взамен косой применяется подчеркивание сверху, хотя допускается и такое обозначение.).
Относительное графическое обозначение элемента Собой не представляет квадрат или прямоугольник, в середине которого вписана цифра 1.

Микросхемы с логическими элементами

В таком случае она означает, что такой элемент – преобразователь напряжения.
Он имеет только один вход X и выход Y. Линия выхода начинается небольшим кружком, собственно который и говорит про то, что такой элемент преобразователь напряжения.
Как только что было сказано – преобразователь напряжения очень сложная схема цифровой техники. И это доказывает его контактная схема: если до этого было довольно лишь только кнопок, то теперь к ним добавилось реле.
Пока кнопка SB1 не нажата (закономерный ноль при входе) реле K1 обесточено и его нормально-замкнутые контакты включают лампочку HL1, что отвечает логической единице на выходе.
Если же нажать кнопку (подать на вход логическую единицу), то реле включится, контакты K1.1 разомкнутся, лампочка погаснет, что отвечает логическому нулю на выходе.
Сказанное подтверждают временная диаграмма на рисунке 3в и таблица истинности на рисунке 3г.
Закономерный компонент И-НЕ
Закономерный компонент И-НЕ есть не что иное, как комбинирование логического элемента И с элементом НЕ.

Микросхемы с логическими элементами

Рисунок 4. Закономерный компонент И-НЕ
Благодаря этому на его условном графическом обозначении есть символ & (логическое И), а линия выхода начинается с кружочка, указывающего на наличие в составе элемента преобразователя напряжения.

Контактный аналог логического элемента показан на рисунке 4б, и, если приглядеться, очень похож на аналог преобразователя напряжения показанного на рисунке 3б: лампочка включена также через нормально-замкнутые контакты реле К1. Именно это и есть преобразователь напряжения.
Реле управляется кнопками SB1 и SB2, которые соответствуют входам X1 и X2 логического элемента И-НЕ. На схеме видно, что реле будет включено собственно тогда, когда будут нажаты две кнопки: в таком случае кнопки выполняют функцию & (логическое И). При этом лампа на выходе погаснет, что отвечает состоянию логического нуля.

Если же не нажаты две кнопки, или хотя бы одна из них, то реле отключено, и лампочка на выходе схемы горит, что отвечает уровню логической единицы.
Из всего сказанного можно создать такие выводы:

Во-первых, если хотя бы на одном входе есть закономерный нуль, то на выходе будет закономерная единица. То же состояние на выходе будет и в случае, когда нули присутствуют сразу на двоих входах. Это очень ценное свойство элементов И-НЕ: если объединить оба входа, то компонент И-НЕ становится преобразователем напряжения, — просто создает роль НЕ.
Такое свойство дает возможность не устанавливать специализированную микросхему, содержащую сразу шесть преобразователей напряжения, когда потребуется только один или два.
Второе, нуль на выходе можно получить исключительно в случае, если «собрать» на всех входах единички. В таком случае уместно было бы назвать рассматриваемый закономерный компонент 2И-НЕ.
Двойка говорит про то, что такой элемент двухвхододый. Фактически во всех сериях микросхем есть также 3-х, 4-х и восьмивходовые детали. При этом любой из них имеет единственный выход.
Впрочем, базовым элементом во многих сериях цифровых микросхем считается компонент 2И-НЕ.
При разных вариантах соединения входов можно получить еще одно удивительное свойство.
К примеру, объединив между собой три входа восьмивходового элемента 8И-НЕ получаем компонент 6И-НЕ. А если объединить вместе все 8 входов, выйдет просто преобразователь напряжения, о чем было сказано немного больше.

На этом знакомство с логическими элементами закончим. В следующей части статьи рассмотрим очень простые опыты с микросхемами, устройство внутри микросхем, обычные устройства, к примеру резервные электростанции импульсов.

Логические детали в составе микросхем

Ключевые логические функции, применяемые в цифровой схемотехнике мы с вами разобрали в прошлый раз, сегодня побеседуем о микросхемах, которые в состоянии данные функции исполнять. Такие микросхемы состоят из набора тех либо других логических элементов и нечасто какая конструкция обходится без их применения.
Как пример рассмотрим некоторые типы ТТЛ микросхем самых популярных серий. Взглянем на микросхему К155ЛА3, так сказать, внутри:

Микросхемы с логическими элементами

Если мы заглянем в предыдущую тему, то увидим, что в одной микросхеме «спрятаны» 4 абсолютно похожих элемента И-НЕ, каждый с 2-мя входами. Эти элементы так и именуют: 2И-НЕ.
Никаких внутренних связей они между собой не имеют и могут применяться независимо один от одного в самых разнообразных участках схемы, а «лишние» даже не применяться совсем. Все что их соединяет – алгоритм работы да питание: оно подается на вывод 7 (общий) и вывод 14 (+5 В) микросхемы.
Уровень сигнала при входе и выходе элементов измеряется относительно общего вывода. Подобным образом закономерная единица будет близка к +5 В, а закономерный ноль – к 0 В.
Как я уже упоминал в предыдущей беседе, детали И-НЕ являются многовходовыми и два входа – далеко не предел. Взглянем сразу на две микросхемы такой же серии – К155ЛА4 и К155ЛА1:

Микросхемы с логическими элементами

Первая, как легко догадаться, имеет в собственном составе три элемента 3И-НЕ, вторая – два элемента 4И-НЕ. Если бы мы заглянули в справочник, то поняли бы, что есть закономерный компонент с восемью входами — 8И-НЕ, содержащий микросхема К155ЛА2.
Все рассмотренное выше касается фактически всех логических элементов – в том или другом составе они могут размещаться в одном корпусе. В каком – очень просто выяснить из того же справочника по цифровым микросхемам
и в нем же не забывайте взглянуть на какие выводы необходимо подавать питание, а еще и его величину.

Микросхемы с логическими элементами

4 двухвходовых логических элемента исключающее ИЛИ как раз поместилась в корпусе микросхемы К155ЛП5
Все что мы выяснили про ТТЛ логические детали, будет правильно и для КМОП кроме отдельных электрических показателей (ток употребления, величина питающего напряжения, цоколевка и другие «мелочи»). Алгоритм работы же у, скажем, К176ЛА7 абсолютно ничем не отличается от К155ЛА3, очень просто взять во внимание все перечисленные выше «мелочи».
Ну и чтобы мой рассказ оказался более полным, необходимо сказать, что в одном корпусе могут сочетаться несколько логических элементов различного типа. Вот так будут смотреться внутренности микросхемы К531ЛР11:

Микросхемы с логическими элементами

Если разложить все по полочкам, то, в конце концов, можно даже описать ее состав – 2 элемента 4И-2ИЛИ-НЕ. Есть и еще более «хитрые» логические «сборки», но состоят они все из тех же логических ячеек, а разбираться в них мы будем по надобности.

Логические детали и их типы, микросхемы и основы цифровой электроники

Есть три основных типа логических схем:

  • Схема отрицания НЕ — преобразователь напряжения. Схема считается одновходовой, на выходе которой сигнал «Y» появляется при отсутствии сигнала «х» при входе. На принципиальных схемах компонент НЕ изображается в виде прямоугольников (рис. 20.1). Его относительным символом служит цифра 1, расположившаяся в середине прямоугольника в левом верхнем углу, и кружок, обозначающий линию выхода. Расположившаяся возле изображения логического элемента таблица истинности дает возможность сделать вывод, каким будет сигнал на выходе при конкретной конфигурации логических сигналов при входе.
  • Схема совпадения И собой представляет многовходовую схему, на выходе которой сигнал «Y» появляется только если есть наличие сигналов «Хі, х2 . хп» одновременно на всех выходах. На рис. 20.2 приведено графическое изображение логического элемента с 2-мя входами -2И и его таблица истинности. Отличительным отличием данного компонента на схемах, считается наличие в середине прямоугольника английского знака «&» (британский союз «и» — логическое умножение), в левом верхнем углу.
  • Сборочная схема ИЛИ — многовходовая схема, сигнал «у» на выходе которой, возникает если есть наличие сигнала хотя бы на одном из входов. На рис. 20.3 продемонстрировано графическое изображение схемы и ее таблица истинности.
Микросхемы с логическими элементами

Рис. 20.1.
Относительное графическое обозначение логического элемента НЕ (а) и таблица истинности (б)

Микросхемы с логическими элементами

Рис.
20.2. Относительное графическое обозначение логического элемента И (а) и таблица истинности (б)

Микросхемы с логическими элементами

Рис. 20.3.
Относительное графическое обозначение логического элемента ИЛИ (а) и таблица истинности (б)
Есть и более непростые логические схемы, собой представляет соединение нескольких простых схем.
Для запоминания результатов преобразований, которые делаются логическими схемами используют компонент памяти — триггер. Его схема имеет два выхода (единичный и нулевой) и несколько входов.
Триггер может быть в одном из допустимых состояний: единичном или нулевом. Состояние триггера зависит от варианта (1 или 0) дискретного сигнала, поступающего на его вход.
Микросхемы серии 155

Высокой популярностью среди радиолюбителей пользуются микросхемы серии 155, которые выстроены на основе говоря иначе транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Эта серия включает многовходовые детали И-НЕ, триггеры, счетчики, дешифраторы, запоминающие устройства и т.д. Напряжение питания микросхем серии 155 составляет 5±0,25 В, которое подается на выводы 14 (+5 В) и 7 (общий кабель).
При изображении логических элементов на принципиальных схемах подключение к ним источника питания, в основном, не показывают. Рассмотрим применение на практике в радиоэлектронных конструкциях микросхем серии 155. Очень часто в конструкциях применяется микросхема K155ЛA3.
Относительное графическое изображение K155JIA3 приведено на рис. 20.4.а.
В состав микросхемы входит 4-ре элемента 2И-НЕ, любой из них проводит операцию логического перемножения сигналов по двум входам с дальнейшей инверсией результата на выходе. Нужно сказать, что закономерный компонент, входящий в микросхему, будет работать отдельно независимо от остальных, поэтому на принципиальных схемах детали, составляющие микросхему, изображаются отдельно один от иного. На принципиальных схемах данный факт отмечают в буквенно-цифровом обозначении, к примеру, DD1.1, DD1.2, DD1.3 и DD1.4 (рис.
20.4.6). Важная схема одного логического элемента дана на рис.
20.5.

Микросхемы с логическими элементами

Рис.
20.4. Относительное графическое изображение интегральной микросхемы К155ЛАЗ: а — без деления на детали, б — с выделением входящих элементов 2И-НЕ

Как видно из представленной схемы, входящие в нее транзисторы имеют непосредственную связь. В схеме транзистор VT1 имеет два эмиттера и делает логическое умножение, VT2 — усиление, ?ТЗ — усиление, a ?Т4 — инверсию сигнала. Нужный рабочий режим транзисторов задается резисторами R1.
R4. Диоды VD1.
VD3 предназначаются для защиты цепей от напряжения обратной полярности. В момент поступления напряжения на один или оба входа логического элемента (выводы 1 и 2), транзистор VT1 открыт. В то время, как транзистор VT2 закрыт, на базу транзистора VT4 поступает напряжение невысокого логического уровня, которое закрывает этот транзистор.
В то же время, транзистор ?ТЗ открыт, так как напряжение на его базе, наоборот, отвечает уровню логической 1.

Микросхемы с логическими элементами

Рис. 20.5.
Важная схема логического элементов 2И-НЕ, входящего в интегральную микросхему К155ЛАЗ
В конце концов на выходе (вывод 3) элемента оказывается напряжение большого логического уровня и через нагрузку проходит ток.
Если подать на оба входа элемента сигнал, подходящий логической единицы, то транзистор VT1 закроется, a ?Т2 откроется. Транзисторы ?ТЗ и ?Т4 переключатся в противоположные состояния, на выходе возникнет закономерный 0 и через нагрузку не будет идти ток.
Важными параметрами логической микросхемы, которая состоит из элементов И-НЕ, считаются:

  • Напряжение питания Un.
  • Потребляемая от источника питания номинальная мощность Рном.
  • Пороговое напряжение Unop переключения логического элемента из одного состояния в иное.
  • Анодное напряжение Uвых логического 0 и единицы.
  • Время включения tвкл и выключения tвыкл.
  • Показатель разветвления по выходу Краз показывающий, какую из микросхем можно подключить к выходу этого элемента.

Литература: В.М. Пестриков.
Энциклопедия радиолюбителя.

Логические детали

В этой статье расскажем Что такое логические детали, рассмотрим незамысловатые логические детали.
Любое цифровое устройство — личный компьютер, или современная система автоматики состоит из цифровых интегральных микросхем (ИМС), которые выполняют конкретные непростые функции.
Однако для выполнения одной сложной функции следует осуществить несколько простых функций. К примеру, сложение 2-ух двоичных чисел размером в один байт происходит в середине цифровой микросхемы называемой «процессор» и делается поэтапно приличным числом логических элементов присутствующих в середине процессора.
Двоичные числа сначала запоминаются в буферной памяти процессора, потом переписываются в специализированные «основные» регистры процессора, после делается их сложение, запоминание результата в ином регистре, и только после результат сложения выводится через буферную память из процессора на прочие устройства компьютера.
Процессор состоит из практичных узлов: интерфейсов ввода-вывода, ячеек памяти – буферных регистров и «аккумуляторов», сумматоров, регистров сдвига и т.д. Эти рабочие узлы состоят из простых логических элементов, которые, со своей стороны состоят из полупроводниковых транзисторов, диодов и резисторов.
На конструкторском уровне обычных триггерных и остальных электронных импульсных схем, непростые процессоры не применить, а применять транзисторные каскады – «прошлый век». Здесь и приходят на помощь – логические детали.

Логические детали, это очень простые «кубики», важные части цифровой микросхемы, выполняющие конкретные логические функции. При этом, цифровая микросхема может содержать в себе от одного, до нескольких единиц, десятков, …и до нескольких сотен тысяч логических элементов в зависимости от степени интеграции.
Для того, чтобы разобраться, Что такое логические детали, мы будем рассматривать самые очень простые из них. А потом, наращивая знания, разберёмся и с очень сложными цифровыми элементами.

Начинаем с того, что единица цифровой информации это «один бит». Он может принимать два логических состояния – закономерный ноль «0», когда напряжение равно нулю (невысокий уровень), и состояние логической единицы «1», когда напряжение равно напряжению питания микросхемы (большой уровень).
Потому как самый простой закономерный компонент это электронное устройство, то это значит, что есть у него входы (входные выводы) и выходы (выходные выводы).
И входов и выходов может быть один, а может быть и больше.
Для того, чтобы понимать рабочие принципы простых логических элементов применяется «таблица истинности».
Также, для понимания рабочих принципов логических элементов, входы, в зависимости от их количества обозначают: Х1, Х2, … ХN, а выходы: Y1, Y2, … YN.
Функции, осуществляемые простейшими логическими элементами, имеют названия. В основном, впереди функции ставится цифра, обозначающая кол-во входов.
Очень простые логические детали всегда имеют только один выход.

Рассмотрим очень простые логические детали

Как работают логические элементы. Часть1

«НЕ» (NOT) – функция отрицания (инверсии сигнала). Потому его чаще именуют — «преобразователь напряжения». Графически, инверсия отмечается пустым кружочком вокруг вывода элемента (микросхемы).
В большинстве случаев кружок инверсии ставится у выхода, однако в очень сложных логических элементах, он может стоять и при входе. Графическое обозначение элемента «НЕ» и его таблица истинности представлены на рисунке слева.

У элемента «НЕ» всегда один вход и один выход. По таблице истинности следует, что если есть наличие при входе элемента логического нуля, на выходе будет закономерная единица. И наоборот, если есть наличие при входе логической единицы, на выходе будет закономерный ноль.
Цифра «1» в середине прямоугольника означает функцию «ИЛИ», её принято рисовать и в середине прямоугольника элемента «НЕ», однако это ровным счётом ничего никаким образом не значит.
Обозначение D1.1 значит, что D — цифровой закономерный компонент, 1 (первая) — номер микросхемы в общей схеме, 1 (вторая) — номер элемента в микросхеме.
Аналогично расшифровываются и прочие логические детали.
Часто, чтобы отличить цифровые микросхемы от аналоговых микросхем, используют определения из 2-ух букв: DD – цифровая микросхема, DA – аналоговая микросхема. Дальше, мы не станем акцентировать свое внимание на это обозначение, а вернёмся только тогда, когда это будет важным.

Самой распространённой микросхемой «транзисторно-транзисторной логики» (ТТЛ), выполняющей функцию «НЕ», считается интегральная микросхема (ИМС) К155ЛН1, в середине которой есть шесть элементов «НЕ». Нумерация выводов этой микросхемы показана с правой стороны.
«И» (AND) – функция сложения (если на всех входах единица, то на выходе будет единица, в другом случае, если хотя бы на одном входе ноль, то и на выходе всегда будет ноль).
В алгебре-логике компонент «И» именуют «конъюнктор». Графическое обозначение элемента «2И» и его таблица истинности представлены слева.

Наименование элемента «2И» означает, что у него два входа, и он создает роль «И». На схеме в середине прямоугольника микросхемы рисуется значок «&», что на английском значит «AND» (если перевести на российский — И).
По таблице истинности следует, что на выходе элемента «И» будет закономерная единица только в одном случае — когда на двоих входах будет закономерная единица.
Если хотя бы на одном входе ноль, то и на выходе будет ноль.
Самой распространённой микросхемой «транзисторно-транзисторной логики» (ТТЛ), выполняющей функцию «2И», считается интегральная микросхема (ИМС) К155ЛИ1, в середине которой есть 4-ре элемента «2И». Нумерация выводов этой микросхемы показана с правой стороны.

Для того, чтобы вам было понятнее Что такое «2И», «3И», «4И», и т.д., приведу графическое обозначение и таблицу истинности элемента «3И».
По таблице истинности следует, что на выходе элемента «3И» будет закономерная единица исключительно в случае — когда на всех трёх входах будет закономерная единица. Если хотя бы на одном входе будет закономерный ноль, то и на выходе элемента тоже будет закономерный ноль.
Самой распространённой микросхемой ТТЛ, выполняющей функцию «3И», считается микросхема К555ЛИ3, в середине которой есть три элемента «3И».
«И-НЕ» (NAND) – функция сложения с отрицанием (если на всех входах единица, то на выходе будет ноль, в другом случае на выходе всегда будет единица).
Графическое обозначение элемента «2И-НЕ» и его таблица истинности приведены слева.
По таблице истинности следует, что на выходе элемента «2И-НЕ» будет закономерный ноль исключительно в случае, если на двоих входах будет закономерная единица.
Если хотя бы на одном входе ноль, то на выходе будет единица.
Самой распространённой микросхемой ТТЛ, выполняющей функцию «2И-НЕ», считается ИМС К155ЛА3, а микросхемами КМОП (комплементарный металлооксидный полупроводник) – ИМС К561ЛА7 и К176ЛА7, в середине которых есть 4-ре элемента «2И-НЕ». Нумерация выводов таких микросхем показана с правой стороны.

Сопоставив таблицы истинности элемента «2И-НЕ» и элемента «2И» можно понять об эквивалентности схем:

Добавив к элементу «2И» компонент «НЕ» мы получили компонент «2И-НЕ».
Так можно собрать схему, если нам нужен компонент «2И-НЕ», а у нас в распоряжении имеются только детали «2И» и «НЕ».

Начинающим Логические микросхемы 2И НЕ

Добавив к элементу «2И-НЕ» компонент «НЕ» мы получили компонент «2И».
Так можно собрать схему, если нам нужен компонент «2И», а у нас в распоряжении имеются только детали «2И-НЕ» и «НЕ».
Таким образом, путём соединения входов элемента «2И-НЕ» мы можем получить компонент «НЕ»:

Стоит обратить внимание, что было введено новое в обозначении элементов – дефис, раздиляющий правую и левую часть в наименовании «2И-НЕ».
Этот дефис обязательный аксессуар при инверсии на выходе (функции «НЕ»).
«ИЛИ» (OR) – функция выбора (если хотя бы на одном из входов – единица, то на выходе – единица, в другом случае на выходе всегда будет ноль).
В алгебре-логике, компонент «ИЛИ» именуют «дизъюнктор». Графическое обозначение элемента «2ИЛИ» и его таблица истинности приведены слева.
Самой распространённой микросхемой ТТЛ, выполняющей функцию «2ИЛИ», считается ИМС К155ЛЛ1, в середине которой есть 4-ре элемента «2ИЛИ».
Нумерация выводов этой микросхемы показана с правой стороны.
Например, что нам в схеме нужен компонент, исполняющий функцию «2ИЛИ», однако у нас есть в распоряжении только детали «НЕ» и «2И-НЕ», тогда можно собрать схему, которая будет исполнять роль «2ИЛИ»:

«ИЛИ-НЕ» (NOR) – функция выбора (если хотя бы на одном из входов – единица, то на выходе – ноль, в другом случае на выходе всегда будет единица).
Как вы убедились, компонент «ИЛИ-НЕ» создает роль «ИЛИ», а потом инвертирует его функцией «НЕ».
Графическое обозначение элемента «2ИЛИ-НЕ» и его таблица истинности приведена слева.

Самой распространённой микросхемой ТТЛ, выполняющей функцию «2ИЛИ-НЕ», считается ИМС К155ЛЕ1, а микросхемами КМОП – К561ЛЕ5 и К176ЛЕ5, в середине которых есть 4-ре элемента «2ИЛИ-НЕ». Нумерация выводов таких микросхем показана с правой стороны.

Например, что нам в схеме нужен компонент, исполняющий функцию «2ИЛИ-НЕ», однако у нас есть в распоряжении только детали «НЕ» и «2И-НЕ», тогда можно собрать очередную схему, которая будет исполнять роль «2ИЛИ-НЕ»:

По аналогичности с элементом «2И-НЕ», путём соединения входов элемента «2ИЛИ-НЕ» мы можем получить компонент «НЕ»:

«Исключающее ИЛИ» (XOR) — функция неравенства 2-ух входов (если на двоих входах элемента одинаковые сигналы, то на выходе – ноль, в другом случае на выходе всегда будет единица). Операция, которую он делает, иногда называют «сложение по модулю 2».

Графическое обозначение элемента «Исключающее ИЛИ» и его таблица истинности приведены слева.
Самой распространённой микросхемой ТТЛ, выполняющей функцию «Исключающее ИЛИ», считается ИМС К155ЛП5, а микросхемами КМОП – К561ЛП2 и К176ЛП2, в середине которых есть 4-ре элемента «Исключающее ИЛИ». Нумерация выводов таких микросхем показана с правой стороны.

Например, что нам в схеме нужен компонент, исполняющий функцию «Исключающее ИЛИ», однако у нас есть в распоряжении только детали «2И-НЕ», тогда можно собрать очередную схему, которая будет исполнять роль «Исключающее ИЛИ»:

В цифровой схемотехнике процессоров основная функция — «Суммирование двоичных чисел», благодаря этому сложный закономерный компонент – «Сумматор» считается важной частью арифметико-логического устройства любого, без исключения процессора. Важной частью сумматора считается набор логических элементов, выполняющих функцию «Исключающее ИЛИ с переносом остатка».
Что это такое? В согласии с наукой «Информатика», результатом сложения 2-ух двоичных чисел, две единицы одного разряда дают ноль, при этом вырабатывается «единица переноса» в следующий старший разряд, который участвует в операции суммирования в старшем разряде.
Для этого в схему добавляется очередной вывод «переноса» — «Р».
Графическое обозначение элемента «Исключающее ИЛИ с переносом» и его таблица истинности представлена слева.

Эта функция сложения одноразрядных чисел в обычных устройствах обычно не применяется, и в основном, интегрирована в состав одной микросхемы – сумматора, с небольшим количеством разрядов – 4-ре, для сложения четырехбитных чисел. Из-за причины слабого спроса, промышленность подобных логических элементов не выпускает. Благодаря этому, при необходимости, функцию «Исключающее ИЛИ с переносом» можно собрать по следующей схеме из элементов «2И-НЕ» и «2ИЛИ-НЕ», которая активно используется как в середине обычных сумматоров, так и во всех трудных процессорах (также Pentium, Intel-Core, AMD и остальных, которые появятся в дальнейшем):

Перечисленные выше логические детали выполняют статические функции, а на основе них строятся более непростые статические и динамические детали (устройства): триггеры, регистры, счётчики, шифраторы, дешифраторы, сумматоры, мультиплексоры.
Тимеркаев Борис — 68-летний врач физико-математических наук, профессор из России. Он считается заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ