Synteza obwodów cyfrowych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Początkujący amator radiowy

 Komentarze do artykułu

Taka poważna nazwa instytutu... Nie bój się z wyprzedzeniem. Chodźmy w porządku.

W elektronice często używa się pojęcia „czarnej skrzynki”. To oczywiście nie jest czarna skrzynka, której szuka Ministerstwo Sytuacji Nadzwyczajnych po ostatniej katastrofie Aerofłotu TU-154. Kolejne pudełko...

W elektronice „czarna skrzynka” to rodzaj obwodu, którego narysowanie jest leniwe. Obwód ten ma wiele wejść, wiele wyjść i wiemy dokładnie, jak się zachowuje. Oznacza to, że możesz łatwo przewidzieć, co stanie się na wyjściu, jeśli zastosujesz coś jako wejście. Z grubsza rzecz biorąc, obwód czarnej skrzynki jest opisany matematycznym wyrażeniem w postaci:

y = f(x),

gdzie

x - sygnał wejściowy

y - sygnał wyjściowy.

Przykładów czarnych skrzynek z życia wziętych jest po prostu mnóstwo... Weźmy na przykład tak banalną rzecz jak żelazko. Posiada pokrętło regulacji temperatury oraz przycisk uwalniania pary – to „wejścia” czarnej skrzynki. Ma także powierzchnię grzewczą i są w niej dziury - są to „wyjścia”.

W jaki sposób powiązane są wejścia i wyjścia?

1. Temperatura powierzchni jest proporcjonalna do kąta obrotu rączki
2. Para wydostaje się z otworów po naciśnięciu przycisku.

Przykład ten może być dość prymitywny, ale jest nieprzyzwoicie jasny. Przecież rano, prasując spodnie, nie zastanawiasz się, jak działa żelazko? Ale doskonale wiesz, co trzeba zrobić z klamką i przyciskiem, aby uzyskać pożądany efekt...

Dlaczego to wszystko robię? I fakt, że w technologii często trzeba uciekać się do koncepcji „czarnej skrzynki”, aby uprościć rozwój na pewnym etapie. Jednak na kolejnych etapach nadal będziesz musiał „rozłożyć” czarną skrzynkę - czyli zaprojektować jej obwód.

A ponieważ ty i ja nosimy dumne imię inżynierów elektroników, a nie tylko akcjonariuszy i majsterkowiczów, ale także projektantów i programistów, naszą bezpośrednią odpowiedzialnością jest opracowanie obwodu w oparciu o opis czarnej skrzynki.

Oczywiście nie będziemy robić żelazek. Zwłaszcza w części poświęconej technologii cyfrowej. Wolelibyśmy dokonać syntezy obwodów cyfrowych przy użyciu tabeli prawdy.

Zadanie numer jeden

Istnieje pewien element z dwoma wejściami i jednym wyjściem, a jego tablica prawdy jest znana:

Konieczne jest opracowanie schematu tego elementu w oparciu o znane elementy logiczne.

Uważnie patrzymy i myślimy ...

Interesują nas te pozycje tabeli prawdy, w których sygnał wyjściowy wynosi 1.

ALE! Oto, co widzimy: jednostka na wejściu b w każdym przypadku prowadzi do jednostki na wyjściu. Świetny!

Więc możemy podłączyć wejście b bezpośrednio z wyjściem c ... Dokładniej, mogliby. Ale mamy na wyjściu jeszcze jedną - gdy oba wejścia są zasilane zerami. Przypomnijmy, który element reaguje na dwa zera? Spójrzmy na poprzedni akapit...

Zgadza się, element „LUB NIE”! Oznacza to, że drugą jednostkę utworzy element OR-NOT. Narysujmy własny diagram dla każdego przypadku:

Teraz musimy połączyć te schematy w jeden. Pamiętaj, że nie można bezpośrednio podłączyć wyjść cyfrowych. Oznacza to, że muszą być połączone jakimś elementem. Co więcej, element ten musi wyprowadzać jedynkę na wyjściu, jeśli przynajmniej jedno wejście ma jedynkę. No właśnie, jaki to element?

Oczywiście jest to „LUB”.

Tak więc:

To cały schemat. Całkiem proste, prawda?

Dalej – gorzej.

Numer zadania jest następujący

Element, do którego chcesz narysować diagram, ma trzy wejścia i jedno wyjście.

W związku z tym tabela prawdy zwiększa się automatycznie do 8 wierszy:

Więc co o tym myślisz???

Hmmm, to jest trochę bardziej skomplikowane. Ale! Dla nas nie ma nic skomplikowanego, prawda? Zatem – śmiało, śpiewaj!

Wybieramy więc te linie, w których sygnał wyjściowy = 1. Jest ich tylko pięć:

Narysujmy teraz osobny diagram dla każdej zaznaczonej linii, używając wyłącznie elementów „AND” i „NOT”.

Wszystko! Teraz pozostaje tylko połączyć te schematy w jeden. To natychmiast zmniejszy liczbę falowników:

Dobrze, dobrze?

Pozwólcie, że wyjaśnię: stworzyliśmy dwie grupy wejść - bezpośrednie i odwrotne (czyli „odwrotne”) i połączyliśmy elementy „AND” z tymi grupami zgodnie z obwodami, które opracowaliśmy wcześniej.

Sygnały wyjściowe bramek AND są miksowane przy użyciu 5-wejściowej bramki OR.

Kaskadowe elementy „AND” i „OR”.

Jak zapewne zauważyłeś, w ostatnim obwodzie wykorzystaliśmy elementy „AND” z trzema wejściami i element „OR” z aż pięcioma wejściami! Ktoś zapewne będzie miał pytanie: jakie są ich tablice prawdy?

Wszystko w porządku, panowie! Bramka AND pozostaje bramką AND nawet przy 100 wejściach. Na jego wyjściu jednostka jest możliwa tylko wtedy, gdy wszystkie wejścia są zasilane jednostkami.

To samo dotyczy elementu OR. Wyśle jeden, jeśli co najmniej jedno wejście ma takie, nawet jeśli ma co najmniej tysiąc wejść.

Takie wielowejściowe elementy można łatwo uzyskać ze zwykłych dwuwejściowych elementów, włączając je w obwód kaskadowy:

Jeśli w to nie wierzysz, zrób tabelę prawdy dla każdego „kroku” kaskady - i sprawdź :)

Publikacja: radiokot.ru

Zobacz inne artykuły Sekcja Początkujący amator radiowy.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że ​​mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Toksyczne substancje z zanieczyszczonego powietrza dostają się do mózgu 22.09.2016 W maju tego roku Światowa Organizacja Zdrowia opublikowała raport stwierdzający, że w latach 2008-2013. poziom zanieczyszczenia powietrza drobnymi cząstkami siarczanów, azotanów i sadzy wzrósł o 8%. Cząstki te wnikają głęboko w płuca i układ sercowo-naczyniowy człowieka i powodują uszczerbek na zdrowiu. Nowe badanie przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z University of Lancaster wykazało, że cząsteczki z powietrza również dostają się do mózgu. Naukowcy przeanalizowali próbki tkanki mózgowej od 29 osób, które żyły i zmarły w Mexico City, jednym z najbardziej zanieczyszczonych miast na świecie, oraz 8 osób, które żyły i zmarły w Manchesterze, i znaleźli w próbkach nanosfery magnetytu - minerał z klasy tlenków - o średnicy 200 nanometrów. Cząsteczki magnetytu mogą tworzyć się naturalnie w mózgu w niewielkich ilościach, ale zwykle mają nieregularny kształt z ostrymi rogami. Odkryte przez naukowców cząstki różniły się od naturalnych. Było ich więcej i miały okrągły kształt o gładkiej powierzchni, co jest oznaką ich pochodzenia w warunkach wysokiej temperatury – np. w silniku samochodowym czy w układzie hamulcowym. Dodatkowo na ich powierzchni znajdowały się ziarna kryształów, które pojawiły się w wyniku reakcji z platyną w katalizatorze. Na każdą naturalną cząsteczkę magnetytu w mózgu przypadało około 100 cząsteczek z zanieczyszczonego powietrza. Naukowcy sugerują, że tlenek żelaza, gdy gromadzi się w mózgu, może przyczyniać się do rozwoju chorób neurodegeneracyjnych, ponieważ podobne cząsteczki znajdowano wcześniej w blaszkach amyloidowych w mózgu, które pojawiają się w chorobie Alzheimera. Jednak nie ma jeszcze bezpośredniego związku i potrzebne są dalsze badania dotyczące potrzeby prania mózgu w celu pozbycia się magnetytu. Co więcej, aby zapobiec chorobie Alzheimera, możesz zacząć od zdrowej diety i aktywnego trybu życia, a także rzucić palenie.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Siemens A65: pracownik państwowy z polifonią

▪ Okno jak subwoofer

▪ Turbiny wiatrowe pod wodą

▪ Nowy sposób na poprawę wydajności komórek macierzystych

▪ Laptopy działają o 25% dłużej dzięki nowej przeglądarce Google Chrome

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Technologia podczerwieni. Wybór artykułów

▪ artykuł Biegająca mysz życia. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Dlaczego The Beatles nie śpiewali wczoraj na angielskiej paradzie przebojów w 1965 roku? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł Sapindusa. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Materiały kontaktowe. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Mała ładowarka do akumulatorów litowo-jonowych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024