Примеры построения комбинационных устройств на универсальных логических элементах

Рассмотрим прежде всего примеры построения комбинационных устройств на логических элементах И-НЕ.

Пример. Требуется построить устройство, реализующее логическую функцию вида:

При использовании логических элементов И-НЕ получим схему, приведённую на рис. 1.23,а. Как видно из рисунка, логические элементы ИНЕ, охваченные штриховой линией, являются избыточными. В этой связи, применяя законы отрицания, преобразуем логическую функцию, исключив из неё операции ИЛИ. Имеем:

Схема, реализующая эту структурную формулу, приведена на рис. 1.23,б.

Из рассмотренного примера видно, что при реализации логической функции на логических элементах И-НЕ целесообразно использовать представление этой функции в виде логической суммы (дизъюнктивной форме).

К микросхемам содержащим в своём составе логические элементы типа И-НЕ можно отнести:

К155ЛА1, КМ155ЛА1, К155ЛА2, КМ155ЛА2, К155ЛА3, КМ155ЛА3, К531ЛА2П, К155ЛА7, К531ЛА5, К555ЛА1, КМ555ЛА1, К555ЛА9, КМ555ЛА9, К561ЛА9.

Задание: Согласно варианту собрать схему из логических элементов И-НЕ, реализовав её таким образом чтобы при входной комбинации 1 111 на выходе схемы было состояние логическая 1(единица), а при изменении входного сигнала логический 0 (ноль).

Решение: Вариант № 15.

Разработка схемы и описание действий при выполнении данной лабораторной работы:

Для начала следует продумать всю схему, количество элементов и логику, которую будет осуществлять наша комбинационная схема в будущем. Для того, чтобы увидеть конечный итог работы нашей схемы нам следует впоследствии подключить на выход схемы какой либо индикатор, лампочку или светодиод. Далее необходимо будет подавать сигналы заданной комбинации. Для этого можно использовать много различных способов, но мы будем использовать обычные ключи, так как этот вариант на мой взгляд является самым простым и надежным. Кроме того нам следует подумать об источнике сигналов или питания для подачи на схему. Здесь также можно использовать множество вариантов начиная с обычного аккумулятора и заканчивая генераторами сигналов, которые в большом количестве имеются в составе программы Multisim, но мы опять таки воспользуемся простым и надежным источником VCC 5V.

После того, как была продумана вся схема мы наконец таки можем приступить к её сборке.

Для этого в библиотеке компонентов выбираем всё необходимое и располагаем на рабочем поле, заранее изменяя положение и свойства тех или иных элементов. Затем соединяем выводы элементов друг с другом, внимательно следя за их правильностью.

После того как вся схема будет собрана и когда будут установлены все необходимые параметры элементов мы можем запустить работу программы нажав на клавишу F5 или нажав на символ зеленого треугольника, расположенного на верхней панели.

Если схема изначально собрана правильно и в ней нет никаких проблем, то после включения работы мы сможем увидеть следующее: сигнальная лампа установленная нами к выходу комбинационной схемы начнет гореть, при условии правильного включения ключей подающих на вход схемы нужную последовательность и это будет свидетельствовать о том, что на выходе схемы имеется состояние логической единицы (1) и всё время потраченное на сборку и наладку параметров схемы не прошло даром. Для проверки правильности работы схемы нам нужно изменить входную последовательность изменив положение некоторых ключей. Результатом проделанной работы должен стать погашенный индикатор на выходе схемы, который свидетельствует нам о том, что на выходе схемы появилось значение логического нуля (0).

Для большей наглядности приведём ниже все действия описанные ранее с использованием скриншотов, сделанных мной при выполнении данной работы.

При 1 111 мы видим работу лампочки (свечение) которая говорит нам о том, что на выходе схемы логическая единица (Рис.1).

Рис. 1.Состояние лог.1.

При изменении входного сигнала, например на: 11 111, мы видим, что лампа не горит, то есть на выходе схемы стоит логический ноль(Рис. 2).

Рис. 2. Состояние лог. 0.