plik

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.

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.

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:

Zapoznaj się z treścią zadania.

Zanotuj parametry badanych bramek.

Zmontuj układ pomiarowy dla poszczególnej bramki.

Zgłoś gotowość pomiaru.

Wyniki pomiaru zanotuj w tabeli.

Zapisz wnioski i uwagi.

III.

Sprawozdanie

Wykaz badanych bramek.

BUF

NOT

AND

NOR

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

Układ pomiarowy.

Tabele pomiarowe.

a) Bramki jednowejściowe:

Wejście

Wyjście

NOT

BUF

b) Bramki dwu wejściowe:

Wejścia

Wyjścia

AND

NOR

NAND XOR

XNOR

Uwagi i wnioski.