Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/
regionalnego rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego
Funduszu Społecznego.
1 z 5
Instrukcja do ćwiczenia 9
Dział – Pomiary wielkości elektrycznych.
Temat: Badanie bramek logicznych.
Cel ćwiczenia: poznanie sposobu wyznaczanie tablic prawdy.
I.
Wprowadzenie
Bramki logiczne
Wprowadzeniu tym znajdziesz podstawowe informacje dotyczące najważniejszych
"cegiełek" wszystkich układów cyfrowych - czyli bramek logicznych. Znajdziesz tu opis
poszczególnych bramek, ich symbol graficzny i tablice prawdy, a także sposoby zastąpienia
jednej bramki - innymi. Tablica prawdy - jest to (najczęściej) tabela, która ukazuje jak przy
danych stanach logicznych ustawionych na wejściach bramki będzie ustawione wyjście
bramki. Stan logiczny - w bramkach logicznych można spotkać się z dwoma możliwymi
stanami: jedynką logiczną "1" lub zerem logicznym "0". W najpopularniejszej technologii
TTL sygnałowi "1" odpowiada napięcie ok. +5V, a sygnałowi "0" napięcie bliskie 0V.
Zapoznajmy się teraz z najważniejszymi bramkami logicznymi. Bramka NOT (negacja)
Symbol graficzny
Tablica prawdy
Wejście Wyjście
0
1
1
0
Jest to najprostsza bramka; jej zadaniem jest odwracanie (negowanie) sygnału
wejściowego. Gdy na wejściu ustawimy sygnał "1" to na wyjściu otrzymamy "0", a gdy na
wejściu ustawimy "0" to na wyjściu pojawi się "1".Wejście bramki, wg przedstawionego
wyżej symbolu graficznego znajduje się po lewej stronie; po prawej jest jej wyjście. Bramka
ta zawsze ma tylko jedno wejście. Układ scalony zawierający bramki NOT to na przykład
układ 7404.
Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/
regionalnego rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego
Funduszu Społecznego.
2 z 5
Bramka AND (iloczyn)
Bramka ta realizuje tzw. iloczyn logiczny. Na wyjściu stan "1" występuje tylko i wyłącznie
wtedy gdy na wszystkich wejściach bramki ustawiony jest również stan logiczny "1". Bramka
ta posiada co najmniej dwa wejścia (u nas po lewej stronie) - może jednak posiadać ich więcej
- teoretycznie nieskończenie wiele. W praktyce spotyka się bramki posiadające do 8 wejść.
Natomiast wyjście wszystkie bramki mają tylko jedno. Bramki AND można znaleźć np. w
układzie 7408.
Symbol graficzny
Tablica prawdy
Wejście 1 Wejście 2 Wyjście
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
Bramka OR (suma)
Jest to tzw. bramka sumy logicznej. W przypadku tej bramki wystarczy aby choć na jednym z
jej wejść pojawił się stan "1" i wtedy na wyjściu również pojawi się jedynka logiczna "1".
Odnośnie ilości możliwych wejść - jak wyżej. Bramki OR znajdują się między innymi w
układzie 7432.
Symbol graficzny
Tablica prawdy
Wejście 1 Wejście 2 Wyjście
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/
regionalnego rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego
Funduszu Społecznego.
3 z 5
Bramka NAND (negacja iloczynu)
Bramka ta stanowi jakby połączenie bramki AND i NOT. Zero logiczne "0" na wyjściu jest
ustawiane tylko wtedy gdy na obu wejściach jest jedynka logiczna "1". W pozostałych
przypadkach na wyjściu zawsze jest stan "1". Widać więc, że jest ona dokładną odwrotnością
bramki AND - porównaj tablice prawdy dla obu bramek. Również i ta bramka może mieć
wiele wejść i tylko jedno wyjście. Bardzo popularnym układem scalonym jest układ 7400
zawierający cztery bramki NAND.
Symbol graficzny
Tablica prawdy
Wejście 1 Wejście 2 Wyjście
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
Bramka NOR (negacja sumy)
Bramka ta stanowi jakby połączenie bramki OR i NOT. Jedynka logiczna "1" na wyjściu jest
ustawiana tylko wtedy gdy na obu wejściach jest zero logiczne "0". W pozostałych
przypadkach na wyjściu zawsze jest stan "0". Widać więc, że jest ona dokładną odwrotnością
bramki OR - porównaj tablice prawdy dla obu bramek. Również i ta bramka może mieć wiele
wejść i tylko jedno wyjście. Bardzo popularnym układem scalonym jest układ 7402
zawierający cztery bramki OR .
Symbol graficzny
Tablica prawdy
Wejście 1 Wejście 2 Wyjście
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/
regionalnego rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego
Funduszu Społecznego.
4 z 5
Bramka XOR (Exclusive OR)
Alternatywa wykluczająca (alternatywa rozłączna, różnica symetryczna, suma modulo 2,
kontrawalencja, XOR, exclusive or, EOR) to logiczny funktor zdaniotwórczy
(dwuargumentowa funkcja boolowska) . Różnica symetryczna zdań
jest prawdziwa
wtedy i tylko wtedy, gdy dokładnie jedno ze zdań p,q jest prawdziwe.
p
q
Y
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
Katalog podstawowych układów na stronie Internetowej pod adresem:
http://www.elektronika24.pl
II.
Treść zadania
Zbadaj podstawowe bramki logiczne pod względem stanów wejść i wyjść logicznych.
Podstawowe układy TTL: 7400; 7402; 7404; 7407;7408;74136;74266;
Tok postępowania:
1.
Zapoznaj się z treścią zadania.
2.
Zanotuj parametry badanych bramek.
3.
Zmontuj układ pomiarowy dla poszczególnej bramki.
4.
Zgłoś gotowość pomiaru.
5.
Wyniki pomiaru zanotuj w tabeli.
6.
Zapisz wnioski i uwagi.
III.
Sprawozdanie
1.
Wykaz badanych bramek.
BUF
NOT
OR
AND
NOR
Y
Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/
regionalnego rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego
Funduszu Społecznego.
5 z 5
NAND
XOR
XNOR
2.
Układ pomiarowy.
3.
Tabele pomiarowe.
a) Bramki jednowejściowe:
Wejście
Wyjście
NOT
BUF
0
1
b) Bramki dwu wejściowe:
Wejścia
Wyjścia
A
B
OR
AND
NOR
NAND XOR
XNOR
0
0
0
1
1
0
1
1
4.
Uwagi i wnioski.