Базовые элементы ЦВМ диодно-транзисторной логики

ГУАП

КАФЕДРА № 53

ОТЧЕТ
ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

проф., д.т.н.				Зиатдинов С.И.
должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Базовые элементы ЦВМ диодно-транзисторной логики
по курсу: Электротехника и электроника. Электроника.

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

СТУДЕНТ ГР.

5031

Балашов Д.А.

                                                                                                  подпись, дата

Санкт-Петербург
2012

1. Цель работы:

Изучение базовых элементов ЦВМ диодно-транзисторной логики (ДТЛ).

2. Краткие теоритические сведения:

1.  Инвертор

Инвертор реализует логическую операцию «НЕ» и на электрических принципиальных схемах изображается следующим образом (см. рис. 1)

 ,где х – входной сигнал, у – выходной сигнал. Таблица 6 – это таблица истинности инвертора. Инвертор выполняется на основе электронного ключа на транзисторе. Электрическая принципиальная схема инвертора показана на рисунке 2.

, где Uвх, Uвых – вх и вых сигналы; Rб - резистор, ограничивающий ток базы; Rк – коллекторная нагрузка транзистора.

При Uвх = 0 (логический 0) транзистор закрыт и ток коллектора равен нулю(Iк=0). При этом сопротивление участка коллектор-эмиттер велико, и при rкэ>>Rк напряжение источника питания Eп через резистор Rк поступает на выход (Uвых=Еп) (лог. 1).

При Uвх=Еп (логическая 1) транзистор открыт, сопротивление rкэ мало, а при rкэ<<Rк напряжение на выходе Uвых=0 (логический 0)

2.  Логический сумматор «ИЛИ» (Дизъюнктор)

Дизъюнктор выполняет операцию логического суммирования «ИЛИ». На электронных принципиальных схемах изображается в виде (см. рис. 3)

, где х1 и х2 – вх сигналы, у – вых сигнал. Таблица 8 – таблица истинности элемента.

Принципиальная электронная схема трехвходового дизъюнктора диодной логики. (см. рис. 4)

При одновременном нулевом напряжении на всех входах диоды закрыты, и напряжение на выходе равно нулю (логический 0). При подаче напряжения высокого уровня на любой из входов соответствующий диод открывается, и напряжение с входа поступает на выход (логическая 1).

3.  Логический элемент «ИЛИ-НЕ»

Этот элемент выполняет операцию логического суммирования и инвертирует результат. Изображение элемента показано на (см. рис. 5)

Таблица 10  – таблица истинности элемента «ИЛИ-НЕ»

Логический элемент «ИЛИ-НЕ» включает в себя последовательно соединенные элементы «ИЛИ» и «НЕ». Электронная принципиальная схема трехвходового дизъюнктора с инверсией представлена на (см. рис. 6)

При одновременном низком уровне напряжения на всех входах (лог 0) диоды закрыты. Напряжение, поступающее на базу транзистора, равно нулю. В результате транзистор закрыт, ток коллектора равен 0, и напряжение на выходе имеет высокий уровень (лог 1).

При подаче на любой вход напряжения высокого уровня (лог 1) соответствующий диод открывается и на базу транзистора поступает высокое напряжение. Транзистор открывается, сопротивление участка коллектор-эмиттер резко уменьшается, и напряжение на выходе становится практически равным 0.

4.  Логический перемножитель – элемент «И»

Этот элемент выполняет логическую операцию умножения.

Рисунок 7 – изображение элемента на электронных принципиальных схемах для 2 входных сигналов.

Таблица 12 – таблица истинности элемента «И»

Рисунок 8 – электронная принципиальная схема трехвходового элемента «И».

При подаче на любой вход напряжения низкого уровня (лог 0) соответствующий диод открывается и на выход поступает низкое напряжение (лог 0).

При одновременном высоком уровне напряжения на всех входах (лог 1) диоды закрыты. При этом напряжение источника питания через резистор R поступает на выход (лог 1).

5.  Логический элемент «И-НЕ»

Данный элемент выполняет операцию логического перемножения с инверсией результата.

Рисунок 9 – изображение элемента на электронных принципиальных схемах.

Таблица 14 – таблица истинности элемента “И-НЕ”

Электрическая принципиальная схема трехвходового конъюнктора приведена на рисунке 10

При подаче на любой вход напряжения низкого уровня (лог 0) соответствующий диод открывается и на базу транзистора поступает низкое напряжение. Транзистор закрывается, сопротивление участка коллектор-эмиттер резко увеличивается, и напряжение на выходе становится практически равным напряжению источника питания (лог 1).

При одновременном высоком уровне напряжения на всех входах (лог 1) диоды закрыты. При этом напряжение источника питания через резисторы R, Rб поступают на базу транзистора. В результате транзистор открывается, и напряжение на выходе принимает низкий уровень (лог 0).