Logic gate sa mga de-koryenteng circuit

Ang mga elemento ng lohika ay mga aparato na gumagawa ng isang tiyak na koneksyon sa pagitan ng mga halaga ng input at output. Ang elementong elementarya ay may dalawang input at isang output. Ang mga signal sa kanila ay discrete, iyon ay, kinukuha nila ang isa sa dalawang posibleng halaga - 1 o 0. Ang pagkakaroon ng boltahe ay minsan ay kinukuha bilang isa, at ang kawalan nito ay minsan ay kinuha bilang zero. Ang pagpapatakbo ng mga naturang device ay sinusuri gamit ang mga konsepto ng Boolean algebra—algebra of logic.

Tinatawag na discrete ang mga device na gumagamit ng discrete signal. Ang pagpapatakbo ng mga naturang device ay sinusuri gamit ang mga konsepto ng Boolean algebra—algebra of logic.

Mga Batayan ng Algebra ng Logic

Ang logical variable ay isang input value na maaaring tumagal lamang ng dalawang magkasalungat na value: x = 1 o x = 0. Ang logical function ay ang dependence ng output value sa input at sa output signal mismo, na maaari ding tumagal ng dalawang value lang. : y = 1 o y = 0. Ang lohikal na operasyon ay isang aksyon na isinagawa ng isang lohikal na elemento na may mga lohikal na variable ayon sa isang lohikal na function.Ang mga halaga 1 at 0 ay magkasalungat (baligtad): 1 = 0, 0 = 1. Ang gitling ay nangangahulugang negation (inversion).

Ipinapalagay na 0 • 0 = 0, 0 + 0 = 0, 1 — 0 = 0, 1 + 0 = 1, 1 • 1 = = 1, 1 + 1 = 1.

Kapag binabago ang mga formula ng logic algebra, ang mga operasyon ng inversion ay unang ginagawa, pagkatapos ay multiplikasyon, karagdagan, at pagkatapos ay ang lahat ng iba pa.

Tingnan din ang paksang ito: Mga Batas ng Contact Circuit Algebra

Ang mga pangunahing lohikal na operasyon ay tinalakay dito: Mga lohikal na aparato

Mga elemento ng lohika sa anyo ng mga relay-contact circuit

Ang mga elemento ng lohika ay maaaring kinakatawan sa anyo ng isang relay-contact circuit (Larawan 1).

kanin. 1. Mga pangunahing elemento ng lohika (a) at katumbas ng contact ng relay (b)

Kung ipinapalagay namin na ang mga saradong contact ay tumutugma sa isang signal at ang mga bukas na contact ay tumutugma sa zero, kung gayon ang elemento A ay maaaring katawanin bilang mga konektadong contact x1 at x2 at relay y. Kung ang parehong mga contact ay sarado, ang kasalukuyang ay dadaloy sa coil, ang relay ay gagana at ang mga contact nito ay magsasara.

Ang elementong OR ay maaaring katawanin bilang dalawang NO contact na magkatugma. Kapag ang una o pangalawa sa kanila ay sarado, ang relay ay isinaaktibo at isinasara ang mga contact nito kung saan dadaan ang signal.

Ang isang NOT na elemento ay maaaring katawanin bilang isang NO contact x at isang NC contact y. Kung walang signal ang inilapat sa input (x = 0), kung gayon ang relay ay hindi gumagana at ang mga contact ng y ay mananatiling sarado, ang kasalukuyang dumadaloy sa kanila. Kung isasara mo ang mga x contact, gagana ang relay at bubuksan ang mga contact nito, pagkatapos ay magiging zero ang output signal.

Sa fig. 2 ay nagpapakita ng isang circuit na nagsasagawa ng OR — NOT operation.Kung walang signal ang inilapat sa alinman sa mga input, kung gayon ang transistor ay mananatiling sarado, walang kasalukuyang dadaloy dito, at ang output boltahe ay magiging katumbas ng source emf Uy = Uc, i.e. y = 1.

kanin. 2. Scheme ng lohikal na elemento O — HINDI, nagsasagawa ng mga lohikal na operasyon

Kung ang isang boltahe ay inilapat sa hindi bababa sa isa sa mga input, pagkatapos ay ang resistensya ng transistor ay bababa mula ∞ hanggang 0 at ang kasalukuyang ay dadaloy sa pamamagitan ng emitter-collector circuit. Ang pagbaba ng boltahe sa transistor ay magiging zero (Uy = 0). Nangangahulugan ito na walang signal sa output, iyon ay, y = 0. Para sa normal na operasyon ng elemento, kinakailangan upang lumikha ng isang displacement ng base potensyal na may kaugnayan sa karaniwang punto, ito ay nakamit ng isang espesyal na pinagmulan Ucm at isang risistor Rcm. Nililimitahan ng Resistor R6 ang base emitter kasalukuyang.

Ang mga elemento ng lohika na binuo sa mga electromagnetic relay, transistors, magnetic core, electronic lamp, pneumatic relay ay masyadong malaki, kaya naman ginagamit na ngayon ang mga integrated circuit. Ang mga lohikal na operasyon sa mga ito ay isinasagawa sa antas ng kristal.

Mga halimbawa ng paggamit ng mga logic gate sa mga circuit

Tingnan natin ang ilang mga electrical circuit assemblies na pinakakaraniwang matatagpuan sa isang electric drive. Sa fig. Ipinapakita ng 3a ang supply unit ng contactor coil K.

kanin. 3. Mga circuit node na may mga elemento ng logic: 1 — 8 — mga numero ng input at output

Kapag pinindot ang pindutan ng KNP, ang kasalukuyang dumadaloy sa linya at ang contactor ay isinaaktibo. Ang mga pangunahing contact nito (hindi ipinapakita sa diagram) ay ikinonekta ang motor sa network, at ang K contact, pagsasara, laktawan ang pindutan ng KNP. Daloy na ngayon ang kasalukuyang sa pamamagitan ng mga contact na ito at maaaring i-release ang button ng KNP.Sa ilalim ng pagkilos ng tagsibol, binubuksan nito ang mga contact nito, ngunit ang coil ay patuloy na magpapasigla sa pamamagitan ng mga contact K. Kapag pinindot ang pindutan ng KnS, ang linya ay nagambala at ang contactor ay inilabas.

Ang node na ito ay maaaring isagawa sa mga lohikal na elemento. Kasama sa circuit ang coil ng contactor K, ang mga button na KNP at KNS, dalawang elemento ng logic O — HINDI at isang amplifier. Ang paunang estado ay x1 = 0 at x2 = 0, pagkatapos ay sa output ng elemento 1 makuha namin ang y1 = x1 + x2 = 0 + 0 = 1. Sa output ng elemento 2 — y5 = x3 + x4 = 1 + 0 = 0, t.ay naka-off ang coil, hindi gumagana ang relay.

Kung pinindot mo ang KnP, pagkatapos ay y1 = x1 + x2 = 1 + 0 = 0. Sa output ng elemento 2 y5 = x3 + x4 = 0 + 0 = 1. Ang kasalukuyang dumadaloy sa coil at ang contactor ay isinaaktibo. Ang signal na y2 ay inilapat sa input x2 ngunit ang y1 ay hindi binago nito dahil y1 = x1 + x2 = 1 + 1 = 0. Kaya ang contactor coil ay pinalakas.

Kung pinindot mo ang pindutan ng KNS, pagkatapos ay isang signal na x4 = 1 ang ilalapat sa input ng pangalawang elemento, pagkatapos ay y2 = x3 + x4 = 0 + 1 = 0 at ang contactor ay ilalabas.

Ang circuit na isinasaalang-alang ay may kakayahang «memorizing» na mga utos: ang signal y2 ay nananatiling hindi nagbabago kahit na ang pindutan ay inilabas.

Ang parehong memory function ay maaaring magawa sa isang flip-flop. Kung ang isang signal x1 = 1 ay inilapat sa input, pagkatapos ay ang signal y = 1 ay lilitaw sa output at mananatiling hindi nagbabago hanggang sa pindutin namin ang KnS button. Ang flip-flop ay pagkatapos ay inililipat at isang signal na y = 0 ang lalabas sa output. Ito ay mananatiling hindi magbabago hanggang sa muli nating pindutin ang KNP button.

Sa fig. Ang 3, b ay nagpapakita ng isang bloke para sa electrical blocking ng dalawang relay na PB (pasulong) at PH (reverse), na hindi kasama ang kanilang sabay-sabay na operasyon, dahil hahantong ito sa isang maikling circuit.Sa katunayan, kapag ang KnV button ay pinindot, ang PB relay ay isinaaktibo, at ang mga auxiliary contact nito ay bumukas, at ang PH coil ay hindi ma-energize kahit na ang KnN button ay pinindot. Tandaan na walang maneuvering ng pagsasara ng mga contact ng mga pindutan dito, iyon ay, walang memory module.

Sa isang circuit na may mga lohikal na elemento, kapag pinindot natin ang pindutan ng KNV sa unang elemento, makakakuha tayo ng x1 = 1, y2 = x1 = 0. Sa pangalawang elemento, y7 = x5 + x6 = y2 + x6= 0 + 0 = 1

Ang relay PB ay isinaaktibo at ang signal na y7 ay inilapat sa input ng elemento 4 (y7 — x8 = 1). Walang signal sa input ng elemento 3 (x2 = 0), pagkatapos ay y4 = x2 = 1. Sa ikaapat na elemento: y10 = x8 + x9 = x8 + y4 = 1 + 1 = 0, ibig sabihin, hindi gumana ang PH relay , kahit na pinindot ang KnN button. Pagkatapos ay makukuha natin ang parehong resulta: 10 = x8 + x9 = = x8 + y4 = 1 + 0 = 0.

Sa fig. 3, c ay nagpapakita ng release relay sa kaso ng pagpindot sa pindutan ng KnS o pagbubukas ng mga contact ng limit switch VK. Sa isang circuit na may mga elemento ng lohika sa paunang posisyon y3 = x1 + x2 = 0 + 0 = 1, iyon ay, ang relay coil ay pinalakas. Kapag pinindot mo ang KnS button, makakakuha tayo ng y3 = x1 + x2 = 1 + 0 = 0 at ang relay ay ilalabas.

Sa fig. 3, d ay nagpapakita ng aparato para sa pag-on ng relay sa kaso ng pagpindot sa KNP button kapag ang VK contact ay sarado. Sa isang circuit na may mga elemento ng lohika sa normal na estado ng mga contact, makakakuha tayo ng y7 = NS6 = y6 = NS4 = y3 = x1x2 = 0 • 0 = 0. Kung pinindot lamang ang pindutan ng KNP, pagkatapos ay y7 = x1x2 = 1 • 0 = 0. Kung sarado lang ang VK contact, y7 = = x1x2 = 0 • 1 = 0 Kapag ang KNP ay sarado at ang VK ay nakukuha natin ang y7 = x1x2 = 1 • 1 = 1. Nangangahulugan ito na ang relay ay aktibo.

Sa fig. 3, e nagpapakita ng control circuit para sa dalawang relay na P1 at P2.Kapag ang boltahe ay inilapat sa circuit, ang time relay PB ay isinaaktibo, ang mga contact nito sa linya 3 ay agad na bumukas. Ang circuit ay handa na para sa operasyon. Kapag pinindot ang pindutan ng KNP, ang relay P1 ay isinaaktibo, ang mga contact nito ay nagsasara, na lumalampas sa pindutan. Ang iba pang mga contact sa linya 2 ay bukas at sa linya 3 ay nagsara. Ang relay PB ay inilabas at ang mga contact nito ay malapit nang may pagkaantala sa oras, ang relay P2 ay isinaaktibo. Kaya, pagkatapos ng pagpindot sa pindutan ng KNP, ang relay P1 ay isinaaktibo kaagad, at P2 - pagkatapos ng ilang oras.

Sa isang circuit na may mga elemento ng logic, ang "Memory" node ay binuo sa isang flip-flop. Hayaang walang signal sa output (y3 = 0), ang mga relay na P1 at P2 ay de-energized. Pindutin ang KNP button, may lalabas na signal sa trigger output. Ang relay P1 ay na-activate at ang EV element ay magsisimulang mag-synchronize.

Kapag ang signal y5 = 1 ay nangyari, ang relay P2 ay isinaaktibo. Kapag pinindot mo ang pindutan ng KnS, inililipat ang gatilyo at pagkatapos ay y3 = 0. Ang mga relay na P1 at P2 ay ilalabas.

Ang mga tipikal na pagtitipon na may mga elemento ng lohika ay malawakang ginagamit sa mas kumplikadong mga circuit, at ang mga naturang circuit ay mas simple kaysa sa mga relay-contactor equipment circuit.