Файл: Лабораторная работа Базовые логические операции и, или, не.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 126
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
11 AB=BA Переместительное тождество для логического произведения
12 A(B+C)=AB+AC Распределительное тождество
13 (A+B)(A+C)=BC+A Распределительное тождество
14 ·Соотношение двойственности (теорема де Моргана)
15 Соотношение двойственности (теорема де Моргана)
Доказательство основных тождеств может быть проведено разными способами, например, сравнением таблиц истинности для левой и правой части каждого тождества.
Особого внимания заслуживают тождества 13-15, не имеющие аналогии в обычной алгебре. Ввиду того, что в схемотехнике широко используются операции НЕ-ИЛИ (отрицание логического сложения) и НЕ-И (отрицание логического умножения), тождества 14 и 15 можно доказать с помощью таблиц истинности.
Логические функции могут иметь формы представления: 1) словесное, 2) графическое, 3) табличное, 4) алгебраическое, 5) на алгоритмическом языке (например VHDL) и 6) схемное.
Пример таблицы истинности логической функции:
X1 | X2 | X3 | Y |
0 | 0 | 0 | 1 |
0 | 0 | 1 | 1 |
0 | 1 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 | 0 |
Восстановление алгебраической функции по таблице истинности. В дизъюктивной функции складываются произведения тех значений на входе, которые на выходе дают 1, причем, если на входе значение 0, то добавляются в инверсном виде:
__ __ __ __ __ __ __ __
Y=X1*X2*X3+ X1*X2*X3+ X1*X2*X3+ X1*X2*X3 = X1*X2 + X1*X2
Карты Карно (табличное упрощение): - в двух соседних по горизонтали и вертикали клетках отличается значение только одного аргумента
| X1X2 | |||
X3X4 | 00 | 01 | 11 | 10 |
00 | 1 | | | 1 |
01 | 1 | | | 1 |
11 | | 1 | 1 | |
10 | | 1 | 1 | |
Объединяются области (импликанты) по 2*i ячеек, можно объединять по горизонтали первый и последний столбец. При сокращении записывается сумма импликантов (прямоугольников), причем записывается произведение тех аргументов, которые в соседних клетках не изменяют своего значения.
Y= X2*X3 + X2*X3
Выражение можно преобразовать к базису И-НЕ (по т. Де Моргана через 2 инвертора):
Y= ((X2*X3) + (X2*X3)) = ( (X2*X3) * (X2*X3))
Работа в TinkerCAD
Задание упростить таблицу истинности и реализовать схему по заданию преподавателя в Tinkercad. Пример
X1 | X2 | X3 | Y | | X1X2 | |||
0 | 0 | 0 | 1 | X3 | 00 | 01 | 11 | 10 |
0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | |
0 | 1 | 0 | 1 | 1 | | 1 | | 1 |
0 | 1 | 1 | 1 | | | | | |
1 | 0 | 0 | 0 | | | | | |
1 | 0 | 1 | 1 | | | | | |
1 | 1 | 0 | 1 | | | | | |
1 | 1 | 1 | 0 | | | | | |
Y= (X1*X3)+(X1*X2*X3)+ (X1*X2*X3)= (X1*X3)+ X1*( X2*X3+*X2*X3)
Без упрощения -
Y= (X1*X2*X3)+ (X1*X2*X3) + (X1*X2*X3)+ (X1*X2*X3) +(X1*X2*X3)
Пример реализации и принципиальная схема Tinkercad -
Список контрольных вопросов
1.Как проводится испытание схем в статическом режиме? Какие сигналы подавать на вход и как контролировать выходные сигналы?
2. Как определить неисправность схемы?
3. Как производится испытание схем в динамическом режиме? Какие сигналы подавать на вход, как контролировать входные сигналы?
4. Какие тождества булевой алгебры Вы знаете?
5. Докажите основные тождества булевой алгебры.
Лабораторная работа 3. Проверка таблицы истинности D и RS триггеров
Цель работы:
• Ознакомиться с назначением и принципом действия триггеров
• Ознакомиться с практическими схемами RS, D и JK триггеров и исследовать их.
Теоретическое введение:
Триггер – это логическая схема с положительной обратной связью, имеющая два устойчивых состояния, которые называются единичным и нулевым и обозначаются 1 и 0. Перевод триггера в единичное состояние производится путем воздействия на его вход и называется установкой (set) триггера. Устанавливающий сигнал и вход на который он воздействует обозначают S. Перевод триггера в нулевое состояние называют сбросом (reset), а соответствующий вход и сигнал обозначают R.
Схема простейшего триггера получается, если включить кольцом два элемента ИЛИ – НЕ. Такой триггер имеет два входа R и S, два выхода Q и Q и называется RS триггером. Его обозначение на функциональных схемах показано на рисунке 3а.
RS триггер – простейший тип бистабильного асинхронного триггера
(R-reset, S-set, Q- выходное значение триггера, Q-инвертированное значение выхода)
R | S | Q(t) | Q(t+1) | Пояснения |
0 | 0 | 0 | 0 | Режим хранения информации R=S=0 |
0 | 0 | 1 | 1 | |
0 | 1 | 0 | 1 | Режим установки единицы S=1 |
0 | 1 | 1 | 1 | |
1 | 0 | 0 | 0 | Режим записи нуля R=1 |
1 | 0 | 1 | 0 | |
1 | 1 | 0 | * | R=S=1 запрещенная комбинация |
1 | 1 | 1 | * |
Рис. 3а Схема RS на ИЛИ-НЕ Таблица истинности RS триггера
С | R | S | Q(t) | Q(t+1) | Пояснения |
0 | x | x | 0 | 0 | Режим хранения информации |
0 | x | x | 1 | 1 | |
1 | 0 | 0 | 0 | 0 | Режим хранения информации |
1 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
1 | 0 | 1 | 0 | 1 | Режим установки единицы S=1 |
1 | 0 | 1 | 1 | 1 | |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | Режим записи нуля R=1 |
1 | 1 | 0 | 1 | 0 | |
1 | 1 | 1 | 0 | * | R=S=1 запрещенная комбинация |
1 | 1 | 1 | 1 | * |