5 2

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

P i e r w s z e k r o k i

P i e r w s z e k r o k i

P i e r w s z e k r o k i

P i e r w s z e k r o k i

P i e r w s z e k r o k i

w cyfrówce

część 2

część 2

część 2

część 2

część 2

W poprzednim odcinku

przedstawiłem ci szerokie tło

zagadnienia. Dowiedziałeś się, że

cała technika cyfrowa

w rzeczywistości opiera się na kilku

podstawowych cegiełkach, zwanych

bramkami. Co ważne, mogłeś sobie

uświadomić, że technika cyfrowa

nie jest nierozłącznie związana

z układami scalonymi − układy

logiczne i cyfrowe mogą być

realizowane z użyciem na przykład

elementów hydraulicznych

i pneumatycznych.

W dzisiejszym odcinku nie

zaspokoję jeszcze twoich gorących

oczekiwań − nie podam ci jeszcze

opisu poszczególnych układów

scalonych.

Przedstawię ci za to bardzo ważne

zagadnienia dotyczące bramek. Jeśli

nawet znasz już trochę technikę

cyfrową, nie lekceważ podanych

wskazówek.

Jeśli zaczynasz od początku,

przeanalizuj podany materiał

kilkakrotnie, aby dobrze ci się

utrwalił.

Dlatego zachęcam cię do używania

sformułowania typu: “na wyjściu bramki
U1A występuje stan wysoki” (lub krótko
stan H), zamiast: “na wyjściu bramki
U1A występuje jedynka”. Naprawdę za−
oszczędzi to pomyłek i nieporozumień.

Mamy trzy podstawowe bramki: NOT,

AND i OR. Są to powszechnie używane
określenia angielskie oznaczające po pol−
sku: NIE, I, LUB. W ramach niniejszego
cyklu będziemy używać terminów angiel−
skich zrozumiałych na całym świecie. Ca−
ła źródłowa literatura elektroniczna uka−
zuje się po angielsku i chyba nie ma
większego sensu trzymać się lokalnych
nazw i określeń.

Zapewnie

w mądrych

książkach

o technice cyfrowej spotkałeś tak zwane
tabele prawdy. Nie próbuj uczyć się tych
tablic na pamięć, tylko spróbuj zrozumieć
zasady. Wprawdzie tabele te rzetelnie
opisują zachowanie układów logicznych,
ale ja na początek zalecałbym ci raczej
podejście intuicyjne. Poczuj więc cyfro−
wego bluesa.

A jeśli chcesz, to w przyszłości ko−

rzystając z książek, zajmiesz się tablica−
mi prawdy i algebrą Boole’a. Niekiedy
bywa to pomocne przy realizacji bardziej
skomplikowanych układów.

NOT, AND, OR

W naszych rozważaniach przyjmuje−

my, że stan wysoki to napięcie równe lub
bliskie dodatniemu napięciu zasilające−
mu, natomiast stan niski to napięcie
równe lub bliskie potencjałowi masy. Nie
rozpatrujemy żadnych stanów pośred−
nich − interesuje nas tylko czy jest napię−
cie, czy go nie ma.

Najprostsza bramka NOT, zwana też

negatorem lub inwerterem, realizuje ne−
gację − stan na wyjściu jest przeciwny niż
stan na wejściu. Jeśli na wejście poda−
my stan wysoki, na wyjściu pojawi się
stan niski, i na odwrót.

Rysunek 1

Rysunek 1

Rysunek 1

Rysunek 1

Rysunek 1 pokazuje przykładowe spo−

soby realizacji bramki NOT oraz po−
wszechnie używany symbol tej bramki.

Przy okazji, na rysunku 1 podałem

symbol bufora − jest to element, który po
prostu powtarza na wyjściu stan z we−

Może w pierwszej chwili podane in−

formacje wydadzą ci się niezgodne
z tym, czego nauczyłeś się z książek. Tak
jednak nie jest − żadnej sprzeczności tu
nie ma, ja chcę ci tylko pokazać i zapro−
ponować intuicyjne podejście do ukła−
dów logicznych. Takie podejście pozwoli
ci bez trudu projektować prostsze ukła−
dy. Zaryzykuję twierdzenie, że “szkolne”
podejście, oparte na algebrze Boole’a
i licznych wzorach, jest coraz mniej po−
trzebne w praktyce − skomplikowane
układy logiczne realizuje się obecnie
z użyciem mikroprocesorów i układów
programowalnych PLD, i czarną robotę
wykonuje wtedy komputer, a nie czło−
wiek.

Natomiast prostszych układów scalo−

nych, zawierających bramki, nie wolno
lekceważyć, bowiem długo jeszcze będą
stosowane w urządzeniach elektronicz−
nych.

Przypomnij sobie...

W układach logicznych i cyfrowych

mamy do czynienia z dwoma podstawo−
wymi stanami: jest/nie ma, prawda/fałsz,
lub inaczej wysoki/niski. Stany te ozna−
czane są często 1, 0 albo T, F (True −
prawda, False − fałsz).

Nas interesować będą urządzenia

elektryczne, w szczególności układy sca−
lone. Układy takie zasilane są napięciem
w granicach 2...20V. Ujemny biegun za−
silania jest masą i względem tej masy
mierzymy napięcia. Umawiamy się, że
obecność napięcia na wejściu lub wy−
jściu będziemy nazywać stanem wyso−
kim − będziemy go oznaczać literą
H (ang. High − wysoki). Brak napięcia to
stan niski − oznaczymy go zgodnie z po−
daną konwencją, literą L (Low − niski).
Przyzwyczaj się do oznaczania stanów
logicznych literami L i H. Jest to prak−
tyczne, ponieważ w przyszłości unik−
niesz wielu pomyłek. Nie przyzwyczajaj
się do oznaczeń 1, 0, bowiem jedynka lo−
giczna może ci się potem mylić z liczbą
1 lub dużą literą I, a zero logiczne co jakiś
czas pomyli się z dużą literą O (a pamię−
taj, że litery I, O są używane do opisywa−
nia wejść i wyjść układów cyfrowych).

Rys. 1. Bramka NOT − inwerter.

53

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

jścia. Może się zdziwisz i zapytasz: po
co? Przekonasz się, że wbrew pozorom
jest to bardzo przydatny element.

Bramka AND realizuje tzw. iloczyn lo−

giczny − stan na wyjściu bramki AND
zmienia się na wysoki dopiero wtedy,
gdy na wszystkie wejścia bramki podany
jest stan wysoki.....

Na rysunku 2

rysunku 2

rysunku 2

rysunku 2

rysunku 2 możesz zobaczyć kilka

przykładów realizacji bramki AND oraz
najczęściej używany symbol tej bramki.

Bramka OR realizuje funkcję tak zwa−

nej sumy logicznej − wystarczy podać
stan wysoki na przynajmniej jedno we−
jście bramki OR, a stan na jej wyjściu
zmieni się na wysoki.

Rysunek 3 

Rysunek 3 

Rysunek 3 

Rysunek 3 

Rysunek 3 pokazuje kilka realizacji

bramek OR.

W praktyce pojedynczych bramek

AND i OR używa się rzadko, można na−
wet powiedzieć bardzo rzadko. W więk−
szości układów budowanych z bramek
stosuje się bramki NAND i NOR.

Rys. 2.
Bramka AND.

Rys. 3.
Bramka OR.

Rys. 4. Bramka NAND

Rys. 6. Bramki wielowejściowe.

Rys. 5. Bramka NOR

Najpopularniejsze
cegiełki: NAND i NOR

Bramka NAND to jakby połączenie

bramek AND i NOT (rys. 4

rys. 4

rys. 4

rys. 4

rys. 4). Kółeczko na

wyjściu świadczy, że mamy do czynienia
z negacją. W praktyce bramkę NAND
można zrealizować równie prosto lub na−
wet prościej, niż bramkę AND − porównaj
rysunki 2 i 4. To samo dotyczy bramki
NOR (rysunek 5

rysunek 5

rysunek 5

rysunek 5

rysunek 5).

Z rysunku 4 możesz się dowiedzieć,

jak pracuje bramka NAND: stan wyjścia
zmienia się z wysokiego na niski tylko
wtedy, gdy na wszystkich wejściach jest
stan wysoki. W bramce NOR stan wy−
jścia zmienia się z wysokiego na niski,
gdy na co najmniej jednym wejściu wy−
stępuje stan wysoki.

Zauważ, że mówiliśmy tu jakby o sta−

nie spoczynku na wyjściu. Możemy to
tak rozumieć. W bramkach AND i OR ta−
kim stanem spoczynku na wyjściu jest
stan logiczny niski, a w bramkach NAND
i NOR − stan wysoki. Milcząco zakłada−
my też, że stanem spoczynku na we−

jściach jest stan niski.

Stan wyjścia zmienia się po spełnie−

niu warunku:
− dla bramek AND i NAND na wszyst−

kich wejściach musi być stan wysoki,

− dla bramek OR i NOR przynajmniej na

jednym wejściu musi być stan wysoki.

Do tej pory rysowałem ci bramki dwu−

wejściowe. W praktyce takich bramek
używa się najczęściej. Ale istnieją też (w
postaci układów scalonych) bramki wie−
lowejściowe − kilka z nich zobaczysz na
rysunku 6

rysunku 6

rysunku 6

rysunku 6

rysunku 6.

A do czego potrzebne będą ci bramki?

Przejrzyj kilka numerów EdW, a zoba−
czysz, jak wykorzystuje się bramki
w praktyce. W jednym z następnych od−
cinków podam ci garść wskazówek na
temat praktycznego wykorzystania bra−
mek.

Na razie widzisz, że za pomocą bramek

OR, NOR możesz sprawdzać, czy na
wszystkich wejściach występuje stan
niski. Natomiast bramki AND i NAND
poinformują cię, czy na wszystkich we−
jściach występuje stan wysoki.

5 4

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

Ale to za mało. Proponuję ci wyrobie−

nie sobie nawyków myślowych opartych
na wyobrażeniu bramki jako elementu,
który coś przepuszcza lub nie przepusz−
cza.

Bramka jako... bramka

Nazwa “bramka” kojarzy się z bramą,

drzwiami, wrotami, czyli w sumie z za−
mykaniem i otwieraniem.

I rzeczywiście, klasyczna bramka ma

wiele wspólnego z otwieraniem i zamy−
kaniem. Prawdziwa bramka to urządze−
nie, które albo przepuszcza sygnał, albo
go nie przepuszcza. Niejako samorzutnie
nasuwałby się tu wniosek, że bramka
powinna mieć wejście sygnału, wyjście
sygnału

i jakieś

wejście

sterujące.

Rzeczywiście, w przypadku elementów
OR, NOR, AND i NAND, wyobrażenie
o bramce jako elemencie zamykającym
i otwierającym drogę sygnału jest jak
najbardziej słuszne.

Jeśli jedno z wejść wspomnianych

bramek potraktujemy jako wejście syg−
nału (oczywiście logicznego), to pozosta−
łe wejścia możemy traktować jako we−
jścia sterujące. Ideę zobaczysz na rys. 7

rys. 7

rys. 7

rys. 7

rys. 7.

Bramka AND czy NAND zostanie ot−

warta tylko wtedy, jeśli na wszystkich
wejściach sterujących będzie stan wyso−
ki. Analogicznie, bramka OR czy NOR bę−
dzie otwarta, gdy na wszystkich we−
jściach sterujących jest stan niski.

Korzystając z rysunku 8

rysunku 8

rysunku 8

rysunku 8

rysunku 8 i podanych

wcześniej informacji zastanów się, czy
rzeczywiście tak jest. Takie rozumienie
bramki będzie ci wręcz niezbędne, jeśli
będziesz projektował układy, kierując się
intuicją.

Doszliśmy tu do ważnego punktu na−

szych rozważań. Może zapytasz, po co
aż cztery różne bramki? Czy nie wystar−
czyłaby jedna?

To jest dobre pytanie. Przypuszczam,

że w pełni docenisz sprawę dopiero wte−
dy, gdy natkniesz się na kłopot: w jakimś
układzie liczącym licznik będzie zliczał
o jeden impuls za dużo lub za mało. Na
razie dokładnie przeanalizuj rysunek 9

rysunek 9

rysunek 9

rysunek 9

rysunek 9

i zauważ czym w poszczególnych bram−
kach różni się sygnał na wyjściu, gdy
bramka jest zamknięta, i gdy przepusz−
cza sygnał. Zwróć szczególną uwagę, co
się dzieje na wyjściach w momentach
zmiany stanu na wejściu sterującym.

W takiej roli bramki stosowane są na

przykład w częstościomierzach, gdzie
wzorcowy impuls otwiera bramkę na
ściśle określony czas i umożliwia zlicza−
nie impulsów podanych na wejście.
W zależności od zastosowanego liczni−
ka, trzeba wykorzystać właściwą bramkę
− do tej sprawy wrócimy jeszcze przy
omawianiu liczników.

Oczywiście

powyższe

informacje

o bramkowaniu nie dotyczą bramki NOT:
mówimy o bramce NOT, a przecież nie
ma tu mowy o żadnym bramkowaniu,
tylko o zmianie sygnału logicznego na
przeciwny. Ściśle biorąc, nie powinniś−
my więc mówić “bramka NOT”, obecnie
jednak często używa się pojęcia bramki
w szerszym znaczeniu, i nie zdziw się,
jeśli w literaturze spotkasz takie określe−
nie. Zauważ, że w podręcznikach stosuje
się zazwyczaj określenie “element
NOT” lub “funktor NOT”. My, praktycy,
zazwyczaj zamiast “bramka NOT” mówi−
my krótko “negator” lub “inwerter”.

Piotr Górecki

Piotr Górecki

Piotr Górecki

Piotr Górecki

Piotr Górecki

Rys. 7. Bramka jako sterowany zawór.

Rys. 8. Wykorzystanie bramek w roli zaworu.

Rys. 9. Różnice
w działaniu bramek.

55

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

Rys. 10. Bramki EX−OR i EX−NOR.

Rys. 11. Wykonanie bramki EX−OR z bramek NAND.

Inne bramki

Istnieją też elementy logiczne, realizu−

jące jeszcze inne funkcje. Zapewne spo−
tkałeś już określenie EX−OR i EX−NOR.
Elementy takie również nazywamy
bramkami. W literaturze niekiedy są
oznaczane jako bramki XOR lub XNOR.
Elementów tych z pewnością będziesz
używał w swoich układach.

Na pewno chciałbyś intuicyjnie zrozu−

mieć ich działanie, a jest ono bardzo
proste.

Spróbuj zapamiętać: na wyjściu dwu−

wejściowej bramki EX−OR pojawia się
stan wysoki, gdy na wejściach występu−
ją różne stany logiczne. Natomiast gdy
oba wejścia mają ten sam stan logiczny
(obojętnie czy wysoki, czy niski), na wy−
jściu występuje stan niski.

Bramka EX−NOR działa tylko trochę

inaczej − gdy stan wejść jest jednakowy,
na wyjściu pojawia się stan wysoki, gdy
stany są różne − stan niski.

Jest to rzeczywiście proste. Na rysun−

rysun−

rysun−

rysun−

rysun−

ku 10

ku 10

ku 10

ku 10

ku 10 znajdziesz symbole i opis działania
bramek EX−OR i EX−NOR.

Na rysunku 11

rysunku 11

rysunku 11

rysunku 11

rysunku 11 zobaczysz, jak wyko−

nać bramkę EX−OR z bramek NAND.
W praktyce nigdy się tak nie robi, bo−
wiem produkowane są układy scalone
zawierające po cztery bramki EX−OR albo
EX−NOR w jednym układzie scalonym.

Do czego wykorzystasz w praktyce

bramki EX−OR i EX−NOR?

Najczęściej do sprawdzenia, czy dane

sygnały mają takie same poziomy logicz−
ne. Ale nie tylko.

Na rysunku 12

rysunku 12

rysunku 12

rysunku 12

rysunku 12 zobaczysz inną możli−

wość, przydatną w praktyce: w zależ−
ności od stanu na jednym z wejść, bram−
ka EX−OR (lub EX−NOR) neguje sygnał
wejściowy, albo przepuszcza go bez
zmian. Zapamiętaj właściwość pokazaną
na rysunku 12 − przyda ci się, gdy w trak−
cie

projektowania

zagospodarujesz

bramki EX−OR i EX−NOR nie wykorzysta−
ne w swej klasycznej roli.

Może zapytasz jeszcze, czy istnieją

wielowejściowe bramki EX−OR i EX−
NOR? W praktyce spotkasz się tylko
z bramkami dwuwejściwymi. Bramki te
można w prosty sposób łączyć, by uzys−
kać coś podobnego do bramki wielowe−
jściowej, ale stosuje się to bardzo rza−
dko. Istnieją też wielowejściowe układy
zwane generatorami i kontrolerami pa−

rzystości, przeznaczone do systemów
przesyłania danych − ich działanie nieco
przypomina działanie opisywanych bra−
mek.

Uważaj teraz! W starej krajowej litera−

turze lub w publikacjach obcojęzycznych
spotyka się odmienne symbole bramek
(oraz innych układów logicznych). Żeby
nie robić ci wody z mózgu, na poprzed−
nich rysunkach podałem ci najczęściej
spotykane

oznaczenia,

występujące

w większości dostępnych dziś źródeł.

Na rysunku 13

rysunku 13

rysunku 13

rysunku 13

rysunku 13, w pierwszej kolumnie

znajdziesz oznaczenia według dotych−
czas obowiązujących norm krajowych,
w drugiej kolumnie nowe oznaczenia,
zgodne z zaleceniami międzynarodowej
organizacji ISO, które są obecnie wpro−
wadzane w wielu krajach, także u nas.
Przyzwyczajaj się powoli do tych no−
wych symboli. W trzeciej kolumnie zna−
jdziesz dawne oznaczenia, spotykane
w starszej literaturze.

Logika ujemna

Popatrz teraz na układ pokazany na ry−

ry−

ry−

ry−

ry−

sunku 14

sunku 14

sunku 14

sunku 14

sunku 14. Układ taki może być zastoso−
wany w małej centralce alarmowej. Do
czterech wejść oznaczonych 1...4 dołą−
czone są czujniki. Wejście Z służy do cał−
kowitego wyłączania centralki. Nato−
miast wejścia X, Y umożliwiają włącza−
nie i wyłączanie pewnych stref (na przy−
kład garaż powinien być chroniony w no−
cy także podczas obecności domowni−
ków). Naruszenie (zwarcie) któregokol−
wiek czujnika wywoła alarm, o ile tylko
na wejściach zezwalających, oznaczo−
nych X, Y, Z, będzie występował stan
wysoki. W stanie gotowości (czuwania),
w poszczególnych punktach układu wy−
stąpią stany logiczne, takie jak podano
na rysunku.

Zauważ, że jeśli naruszony zostanie

przynajmniej jeden czujnik, zmieni się
stan na wyjściu którejś z bramek ozna−
czonych A, B. Coś tu jakby nie gra: choć
są to niewątpliwie bramki NAND,
w rzeczywistości realizują funkcję OR
lub NOR! Następne bramki, oznaczone
C i D rzeczywiście

realizują

funkcję

NAND − stan wyjścia zmienia się, gdy na
wszystkich wejściach pojawi się stan
wysoki. Ale bramka oznaczona E znów
pełni jakby funkcję OR czy NOR − poja−
wienie się stanu niskiego na przynaj−
mniej jednym jej wejściu zmienia stan

5 6

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

Rys. 12. Nietypowe wykorzystanie bramek EX−OR i EX−NOR.

Rys. 14. Przykładowy układ logiczny.

Rys. 13. Spotykane sybmole bramek.

wyjścia. Ostatnia bramka, oznaczona F,
realizuje funkcję NAND − zmienia stan
wyjścia, gdy na wszystkich wejściach
wystąpi stan wysoki. Dokładnie to przea−
nalizuj. Coś nam tu przypomina opis dzia−
łania bramki OR i NOR. Jak to rozumieć?

Do tej pory zakładaliśmy, zresztą cał−

kowicie słusznie, że brak napięcia to stan
niski − L, a obecność napięcia (dodatnie−
go) to stan wysoki − H.

Ale przecież jest to kwestia umowy:

równie dobrze moglibyśmy ustalić, że
brak napięcia to stan wysoki, a obec−
ność napięcia − stan niski. Tym sposo−
bem doszliśmy do tak zwanej logiki
ujemnej.

Jeśli zaglądałeś do podręczników

omawiających technikę cyfrową, to ist−
nieje duże prawdopodobieństwo, że ja−
kiś niepoprawny teoretyk próbował ci
namieszać w głowie, omawiając szcze−
gółowo zarówno logikę dodatnią, jak

i ujemną. Wydaje się to bardzo skompli−
kowane. Ta cała logika ujemna to praw−
da, ale praktykującemu elektronikowi
może narobić w głowie sporo zamiesza−

nia i wtedy więcej z niej szkody niż po−
żytku.

Wyjaśniam więc raz na zawsze: we

wszystkich praktycznych opisach i publi−
kacjach z jakimi się spotkasz, a przede
wszystkim w firmowych katalogach cyf−
rowych układów scalonych, stosuje się
oznaczenia i pojęcia związane z logiką
dodatnią, gdzie stan niski to napięcie
bliskie zera, a stan wysoki to napięcie
bliskie dodatniego napięcia zasilania.
W zasadzie możesz więc nie zawracać
sobie głowy logiką ujemną, ale koniecz−
nie musisz zrozumieć pewne istotne za−
gadnienie, które dało o sobie znać przy
analizie rysunku 14. Oto ono:

Zgodnie z tym, co pokazałem na ry−

sunku 14 musisz zapamiętać, że dowol−
na bramka AND, NAND, OR, NOR może
pełnić zarówno swą “przepisową” funk−
cję, jak też funkcję niejako przeciwną.

Może jesteś zaskoczony: jak to jest,

że ta sama bramka pełni funkcję AND
i jednocześnie (tak!) funkcję OR? Teore−
tyk odpowie: tu właśnie wchodzi w grę

57

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

Układy cyfrowe

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

Jeśli zajmujesz się techniką

cyfrową, powinieneś o każdej

porze dnia i nocy pamiętać, jak

działają bramki NOT, OR, NOR,

AND, NAND, EX−OR i EX−NOR.

Musisz dokładne rozumieć

działanie bramki jako

sterowanego zaworu.

Powinieneś rozumieć dlaczego
każda bramka NAND czy AND

umożliwia zrealizowanie

funkcji NOR i OR, i jakie to ma

znaczenie praktyczne.

Nie bój się logiki ujemnej − to

nic trudnego; pamiętaj, że

o rzeczywistej funkcji bramki

decydują stany na jej wejściach

podczas “spoczynku”.

Nie ucz się żadnych tabelek −
 staraj się zrozumieć zasady.

W razie potrzeby przygotuj

sobie ściągawkę zawierającą

podstawowe informacje.

Dowolna bramka może

w praktycznym układzie pełnić

zarówno swą “przepisową”

funkcję, jak też funkcję niejako

przeciwną. W praktyce

używając bramek jednego typu

(ale muszą to być bramki

z negacją) NOR, bądź NAND,

możesz zrealizować wszystkie

funkcje podstawowe: NOT, OR,

NOR, AND, NAND, a także

wszelkie funkcje złożone.

logika ujemna. Nie przestrasz się tej
logiki ujemnej, jest to bardzo proste −
 spróbuj wyczuć zagadnienie intuicyj−
nie.

Zauważ,

że

w układzie z rysun−
ku 14 “prawdziwą”
funkcję

pełnioną

przez bramki wy−
znaczają stany spo−
czynkowe na we−
jściach danej bram−
ki.

Nieprzypadko−

wo wcześniej do
znudzenia wkłada−
łem ci do głowy, że
bramka

AND

i

NAND

“zmienia

stan wyjścia, gdy
wszystkie

we−

jścia...”, natomiast
bramka OR i NOR −
 ”gdy przynajmniej jedno wejście...”.
Przemyśl to i spróbuj zrozumieć. Nie ra−
dzę ci natomiast zapamiętywać jakich−
kolwiek tabelek, bo zaplączesz się bez−
nadziejnie.

Teraz już chyba w pełni rozumiesz, że

używając bramek jednego typu (ale mu−
szą to być bramki z negacją, a więc NOR
bądź NAND), możesz zrealizować wszys−
tkie funkcje NOT, OR, NOR, AND,
NAND.

Ma to bardzo ważne konsekwencje

praktyczne.

Niech do ciebie dotrze, że w układzie

z rysunku 14 nie musieliśmy stosować
bramek NOR czy OR − odpowiednio wy−
korzystaliśmy bramki NAND. Przeanali−
zuj rysunek 14 i upewnij się jeszcze
raz, że w rzeczywistości bramki A, B i E
pełnią w urządzeniu funkcje odpowiada−
jące bramce NOR.

To, co ci teraz usiłuję wbić do głowy,

jest ogromnie ważne w praktyce − jeśli
uchwycisz ideę, będziesz potrafił zbudo−
wać dowolny układ, korzystając wyłącz−
nie z bramek NAND lub NOR. Oczywiś−
cie musisz pomału nabrać wprawy.

Nie znaczy to jednak, że masz wyko−

nywać układy zawierające tylko bramki
NAND albo NOR. Bez przesady! Zacho−
waj rozsądek. Przejrzyj dokładnie wcześ−
niejsze numery Elektroniki dla Wszyst−
kich czy Elektroniki Praktycznej i zwróć
uwagę, jak wykorzystuje się i jakie bram−
ki w przezentowanych tam układach.

W każdym razie zrozumienie, a właś−

ciwie wyczucie i przyswojenie omówio−
nych właśnie zasad, jest bardzo cenne
przy projektowaniu urządzeń cyfrowych
zawierających bramki. Szybko się o tym
przekonasz, jeśli będziesz sam projekto−
wał układy. Może pomyślisz, że nama−
wiam cię do czegoś wręcz przeciwnego,
niż zalecają szkolne podręczniki. W wielu
szkolnych ćwiczeniach masz za zadanie

zrealizować daną wzorem funkcję logicz−
ną przy użyciu dowolnych bramek.
W praktyce najczęściej bywa zupełnie
inaczej. Przy prostszych układach nikt

nie zastanawia się
nad wzorami, tyl−
ko od razu próbuje
narysować sche−
mat układu i na
bieżąco zastana−
wia się, czy układ
spełni postawione
zadanie

i jakich

dostępnych kos−
tek trzeba użyć.

Jeśli masz cier−

pliwość, weź te−
raz kartkę i nary−
suj jakiś niezbyt
s k o m p l i k o w a n y
układ logiczny za−
wierający bramki

NOT, OR, NOR, AND i NAND. Potem spró−
buj zrealizować układ pełniący takie sa−
me funkcje przy użyciu jednego typu bra−
mek: NOR albo NAND.

Zakoduj sobie w głowie raz na za−

wsze, że każdą funkcję logiczną można
zrealizować z pomocą bramek NAND czy
też NOR. Używając odpowiednio dużej
ilości takich bramek, teoretycznie mógł−
byś wykonać do−
wolny przerzutnik,
licznik,

dekoder,

a nawet mikropro−
cesor.

Nie

bę−

dziesz tego robił,
bo wcześniej zro−
bili to za ciebie inni
i masz do dyspozy−
cji

wiele

cyfro−

wych

układów

scalonych pełnią−
cych najróżniejsze
funkcje. Układy te
zacznę ci przedsta−
wiać w jednym z
następnych odcin−
ków. Wykaż cierp−
liwość: zanim prze−
jdziemy do prze−
rzutników

liczni−

ków,

rejestrów

i   d e k o d e r ó w ,
wcześniej musisz
przyswoić

sobie

sporo

rzetelnej

wiedzy.

Dlatego

w następnym od−
cinku zajmiemy się
budową wewnętr−
zną

współczes−

nych bramek i in−
nych układów cyfrowych oraz praktycz−
nymi konsekwencjami różnic w ich bu−
dowie.

Piotr Górecki

Piotr Górecki

Piotr Górecki

Piotr Górecki

Piotr Górecki