LOGICKÉ SYSTÉMY Flashcards
Co jsou logické systémy
- logický (digitální) obvod je elektronický obvod, který pracuje s diskrétními stavy (0,1)
- jsou tvořeny logickými členy
- logické obvody jsou součástky vyšší úrovně než tranzistor nebo dioda; z logických obvodů se skládají digitální systémy
- dělí se na sekvenční (s pamětí) a kombinační
TECHNOLOGIE LOGICKÝCH OBVODŮ - diodová logika (DL)
- jejich odpor v propustném směru je malý a v závěrném velký
- logické členy: v DL lze implementovat pouze logický součet a součin; nelze provést negaci
- nevýhodou je úbytek napětí při
TECHNOLOGIE LOGICKÝCH OBVODŮ - diodově tranzistorová logika (DTL)
- podobné jako DL
- přidán tranzistor, který pracuje jako invertující zesilovač
TECHNOLOGIE LOGICKÝCH OBVODŮ -
tranzistor-tranzistor logika (TTL)
- vyrábějí se planární technologií na bází křemíku
- používají se bipolární tranzistory NPN
- realizované pomocí hradla NAND
LOGICKÉ FUNKCE - definice
- funkce, která pro konečný počet vstupních parametrů vrací logické hodnoty
- signálem mohou být různé fyzikální veličiny
- výstupní hodnota (L nebo H) se při zapojení několika prvků za sebe může natolik odchýlit od ideální hodnoty, až se dostane do zakázaného pásma - zapojením invertoru za elementární člen dochází k obnovení („vyčištění“) hodnoty signálu, i když za cenu negace
- všechny logické funkce lze realizovat pomocí NAND nebo NOR
AND
NAND
OR
NOR
XOR
MINIMALIZACE LOGICKÝCH FUNKCÍ
- Cílem nimimalizace je danou logickou funkci provést pomocí co nejmenšího množství logických obvodů. Výsledkem je poté vyšší spolehlivost obvodu.
- zápis logickým výrazem (Algebraická minimalizace)
- zobrazení pomocí Karnaughovy mapy;
Karnaughova mapa - jejím principem je zobrazení n-rozměrné tabulky hodnot do dvojrozměrné mapy.
Z této mapy lze poté graficky vyčíst minimální funkci. Zápis funkce jako součin součtů nebo součet součinů.
Obecný postup:
1) Při návrhu zařízení si nejprve ujasníme požadavky kladené na zařízení. Pak podle zadání sestavíme pravdivostní tabulky, které definují logické hodnoty výstupních proměnných pro všechny kombinace vstupních proměnných.
2) Minimalizujeme logické výrazy, tj. upravíme je do takového tvaru, aby logický obvod podle něho zapojený byl optimální podle určitého kritéria. Obvykle aby obsahoval co nejmenší počet operací logického součtu, součinu a negace a aby v něm figuroval co nejmenší počet proměnných
3) Na závěr vypíšeme logické výrazy a upravíme je tak, aby k realizace bylo možné použít
minimální počet číslicových obvodů a zařízení bylo co nejméně nákladné.
VYUŽITÍ A VLASTNOSTI ČÍTAČŮ, POSUVNÝCH REGISTRŮ A KLOPNÝCH OBVODŮ PRO NÁVRH A ŘEŠENÍ LOGICKÝCH OPERACÍ - Čítač
- sekvenční LO, který počítá, kolikrát uběhla určitá událost nebo proces (impuls)
- realizován klopnými obvody
- rozdělení:
a) asynchronní
b) synchronní
VYUŽITÍ A VLASTNOSTI ČÍTAČŮ, POSUVNÝCH REGISTRŮ A KLOPNÝCH OBVODŮ PRO NÁVRH A ŘEŠENÍ LOGICKÝCH OPERACÍ - Registry
● posuvné registry jsou sestaveny z klopných obvodů
● lze do nich vložit informaci a vnějšími řídícími impulsy ji posouvat, popř. ponechat v registru po dobu, kdy ji není potřeba zpracovávat
● počet KO udává délku registru a tím i počet řádů dvojkového čísla
Registry se mohou rozlišovat ve směru posuvu vložené informace
Mohou sloužit jako zpožďovací člen či paměť atd.
VYUŽITÍ A VLASTNOSTI ČÍTAČŮ, POSUVNÝCH REGISTRŮ A KLOPNÝCH OBVODŮ PRO NÁVRH A ŘEŠENÍ LOGICKÝCH OPERACÍ - Klopné obvody
- logický obvod, který může nabývat dva odlišné napěťové stavy
- přičemž k přepnutí z jednoho stavu do druhého dochází skokově
- využití jako paměťové prvky, impulzní generátory nebo časovače
VYUŽITÍ A VLASTNOSTI ČÍTAČŮ, POSUVNÝCH REGISTRŮ A KLOPNÝCH OBVODŮ PRO NÁVRH A ŘEŠENÍ LOGICKÝCH OPERACÍ - Astabilní KO
- nemá stabilní stav, neustále osciluje a překlápí stavy
- použití jako impulzní generátory, tónové generátory, blikače
