Что понимается под логическим преобразователем перечислите логические преобразователи

Что понимается под логическим преобразователем перечислите логические преобразователи

— схемы в таблицу истинности

— таблицы истинности в логическое выражение

— таблицы истинности в упрощенное логическое выражение

— логического выражения в таблицу истинности

— логического выражения в схему

— логического выражения в схему на базе элементов И-НЕ

Клавиши преобразования находятся на правой стороне панели логического преобразователя.

Для этого отметьте с помощью мыши входы таблицы истинности, необходимые для ее составления (подведите указатель мыши к необходимому входу и нажмите левую кнопку мыши). При этом значения возможных состояний на входах схемы будут заполнены автоматически. Затем поместите указатель мыши в столбец “out” для заполнения выходных значений схемы и нажмите левую кнопку мыши. Введите значения выходных сигналов схемы, соответствующих входным по таблице, причем если таблица истинности содержит неопределенности, то необходимо поставить символ “?”.

Логический преобразователь может создавать таблицу истинности для схем с максимальным числом входов равным 8 и всего с одним выходом.

Присоедините входы схемы к выводам “ A ”. “ H ” логического преобразователя. Затем присоедините выход схемы в выводу “ OUT ”.

Далее осуществите преобразование нажатием кнопки на панели логического преобразователя.

Также вы можете редактировать или преобразовывать таблицу истинности к другим видам, используя кнопки логического преобразователя.

Для получения логического выражения из таблицы истинности необходимо воспользоваться этим типом преобразования. Сначала введите таблицу истинности в рабочую область прибора. Далее нажмите с помощью мыши кнопку на панели таблицы истинности, соответствующую преобразованию таблицы истинности в логическое выражение. В нижней строке панели логического преобразователя будет показана полученное выражение. Если выражение не помещается полностью в отведенном для нее окне, то просмотреть остальную ее часть можно передвинув область просмотра выражения с помощью указателя в правом нижнем углу панели логического преобразователя.

Далее вы можете упростить полученное логическое выражение или преобразовать его в схему.

Для получения упрощенной формы записи логического выражения нажмите мышью кнопку на панели логического преобразователя.

EWB использует метод Куайна-МакКласки ( Quine-McCluskey ) для упрощения логического выражения. Этот метод гарантирует упрощение систем, имеющих большее число входов, чем может быть просчитано вручную при помощи карт Карно.

Подсказка: Логическое упрощение требует много памяти. Если ваш компьютер не имеет достаточного количества памяти, он не сможет завершить эту операцию.

В поле таблицы истинности появится таблица истинности, построенная по набранному вами логическому выражению.

Для упрощения логического выражения сначала преобразуйте его в таблицу истинности, а затем упростите

Данное преобразование используется для получения схемы по имеющемуся логическому выражению. Введите логическое выражение и нажмите мышью клавишу преобразования:

Логические элементы, которые составляют введенное логическое выражение будут помещены в рабочее пространство. Все эти элементы будут выделены, таким образом вы сможете перемещать их по рабочему пространству в любое место или скопировать и поместить их в подсхему.

Подсказка: Таким образом вы можете разрабатывать сложные схемы, например, декодеры.

Этот тип преобразования используется при необходимости получения схемы, состоящей только из логических элементов И-НЕ. Введите логическое выражение и нажмите клавишу преобразования:

Источник

Логический преобразователь

— схемы в таблицу истинности

— таблицы истинности в логическое выражение

— таблицы истинности в упрощенное логическое выражение

— логического выражения в таблицу истинности

— логического выражения в схему

— логического выражения в схему на базе элементов И-НЕ

Клавиши преобразования находятся на правой стороне панели логического преобразователя.

Ввод таблицы истинности

Для этого отметьте с помощью мыши входы таблицы истинности, необходимые для ее со­ставления (подведите указатель мыши к необходимому входу и нажмите левую кнопку мыши). При этом значения возможных состояний на входах схемы будут заполнены автоматически. Затем помес­тите указатель мыши в столбец «out» для заполнения выходных значений схемы и нажмите левую кнопку мыши. Введите значения выходных сигналов схемы, соответствующих входным по таблице, причем если таблица истинности содержит неопределенности, то необходимо поставить символ «?».

Преобразование схемы в таблицу истинности

Логический преобразователь может создавать таблицу истинности для схем с максимальным числом входов равным 8 и всего с одним выходом.

Присоедините входы схемы к выводам «А». «Н» логического преобразователя. Затем при­соедините выход схемы в выводу «OUT».

Далее осуществите преобразование нажатием кнопки

Также вы можете редактировать или преобразовывать таблицу истинности к другим видам, используя кнопки логического преобразователя.

Преобразование таблицы истинности в логическое выражение

Для получения логического выражения из таблицы истинности необходимо воспользоваться этим типом преобразования. Сначала введите таблицу истинности в рабочую область прибора.

Далее нажмите с помощью мыши кнопку

на панели таблицы истинности, соответствующую преобразованию таблицы истинности в логическое выражение. В нижней строке панели логиче­ского преобразователя будет показана полученное выражение. Если выражение не помещается пол­ностью в отведенном для нее окне, то просмотреть остальную ее часть можно передвинув область просмотра выражения с помощью указателя в правом нижнем углу панели логического преобразова­теля.

Далее вы можете упростить полученное логическое выражение или преобразовать его в схе­му.

Программы компьютерного моделирования электрических цепей и электронных устройств. 4

САПР Electronics Workbench. 6

Работа №1 Исследование многополюсников. 13

Работа №2 Исследование структуры регистров. 24

Работа №4. ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ СИГНАЛОВ.. 58

Работа №5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ.. 69

ПОСТРОЕНИЯ СХЕМ СУММАТОРОВ.. 69

Работа №6. Исследование принципов. 80

построения компараторов. 80

Работа №7. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ АЛУ.. 89

Работа №8. Реализация АЛУ на ПЛИС.. 89

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Вспомогательные блоки САПР WorkBench. 95

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Преобразователи уровня логических сигналов, часть 1. Однонаправленная передача

Другой, даже более частый случай — согласование 3.3-вольтовых и 5-вольтовых микросхем. К примеру, такая необходимость практически всегда возникает при стыковке современных микроконтроллеров и каких-нибудь древних микросхем интерфейсов или силовых мостов. Ещё один пример это использование цветных ЖК-дисплеев (они часто требуют 1.8В) и соединение с ПЛИС, напряжение на выходе которых может доходить до 1.0-1.2В.

Ну и наконец, третий случай — использование низковольтных низкопотребляющих микросхем. Один из ярких примеров это магнитометр в составе датчика LSM303DLHC, который требует питания 1.8В. У него вроде как есть отдельный вход для питания ног I2C-интерфейса, но напряжение там не может превышать напряжения питания, и возникает задача стыковки 1.8 и 3.3В.

Назовём уровень напряжения низковольтной части Vcc_L, а высоковольтной — Vcc_H.

Чаще всего модули с разным уровнем напряжения питания всё-таки имеют общую землю, и я буду это неявно подозревать во всех следующих схемах. Таким образом, уровень лог. 0 нас не интересует потому что он передаётся и так хорошо. Все проблемы возникают при передаче логической 1, когда к примеру на вход микросхемы, рассчитанной на 3.3В попадает 5 вольт. В этом примере Vcc_L = 3.3В, Vcc_H = 5В.

Давайте также условимся различать «источник» сигнала — это тот элемент, который генерирует сигнал, и «приёмник», который принимает этот сигнал.

Передача большее → меньшее

Диод, замыкающий сигнал на линию питания

Простейший вариант, при котором вся схема сопряжения сводится до одного резистора.

Например, мы используем микросхему которая питается от 3.3В, а снаружи приходит 5 вольт. В одном из моих недавних проектов я использовал микросхему приёмника интерфейса RS-423, у которой на выходе было напряжение 5 вольт, и мне нужно было подключить её к МК STM32, который питается от 3.3В. Минимальное напряжение питания приёмника составляло 4.5 вольта, так что я не мог запитать её от тех же 3.3В.

Внутри STM32 около каждого вывода стоят защитные «диодные вилки» — последовательно включенные диоды (часто это диоды Шоттки), которые предохраняют пин от напряжений выше Vcc и ниже GND.

При попадании 5В на такой 3.3В вход, верхний диод открывается, пропуская ток с пина на Vcc, при этом на диоде падает напряжение порядка 0.3В.

Этот диод довольно слаб, в даташите даже не приводятся его параметры. Если вы попытаетесь подавать на вход больше 3.6В в течение даже небольшого времени — диод сгорит, ваши 5 вольт попадут дальше в схему и в итоге сгорит всё.

Однако можно обеспечить этому диоду гораздо более мягкие условия, и таким образом использовать его как элемент нашей схемы конвертера уровня. Для этого достаточно просто поставить резистор последовательно с входной цепью. Номинал не очень важен, но можно начать с 4.7кОм.

Теперь в первый момент времени на вход попадают 5 вольт, спустя несколько десятков микросекунд диод открывается и даёт этому высокому напряжению стечь в цепь Vcc. Ток мог бы очень сильно вырасти, но ему мешает резистор, который ограничивает ток всего до каких-то полутора миллиампер. Конечно, в таком режиме диод может работать неограниченно долго.

Таким образом, для ввода большего напряжения в цепь меньшего — убедитесь что в приёмнике стоят защитные диоды, и просто поставьте последовательно резистор в 1кОм.

Если же этих диодов нет — поставьте снаружи свой.

Расчёт сопротивления резистора можно провести, если знать предельный ток защитных диодов. Они представляют собой обычные интегральные диоды, значит что ток через них вряд ли может превышать 1мА. В даташитах очень редко приводят этот параметр, но можно найти значения порядка 0.5-1мА.

Также нам нужно вычислить напряжение, которое должно падать на резисторе: приходит 5 вольт, должно остаться 3.3В, минус падение напряжения на диоде 0.3В, итого 1.4В. Исходя из этого, номинал токоограничивающего резистора составит 1.4В / 0.5мА = 2.8кОм. Чтобы гарантированно остаться в щадящем режиме, возьмём резистор побольше: например 3.3кОм или 4.7кОм.

Резисторный делитель

Тоже часто используемый вариант, в котором высокое напряжение делится на делителе, рассчитанном так чтобы получить напряжение низковольтной части. Большая точность подбора номиналов не нужна: более высокое напряжение уйдёт в защитный диод (но номиналы резисторов не дадут ему пробиться), а более низкое по-прежнему будет детектироваться входной цепью.

Стабилитрон

Ещё одна простая схема, в которой напряжение ограничивает стабилитрон. Возьмите стабилитрон на 3.3 вольта, например BZX84C3V3. Точность подбора ограничивающего напряжения опять же неважна, можете взять стабилитрон на 3 вольта, если они окажутся доступнее. Токоограничивающий резистор — любой, номиналом от 1 до 10 кОм.

Три диода последовательно

Три стандартных кремниевых диода последовательно дадут падение напряжения 0.6 В * 3 = 1.8 В. Таким образом, с 5 вольт напряжение упадёт до 3.2.

Экзотический вариант, в промышленной электронике я такого не видел.

Передача меньшее → большее

Более сложные схемы, которые применяются для повышения уровня логического сигнала, но могут использоваться и для понижения.

Транзистор

Простой вариант, который к тому же работает сам по себе, без использования внутренних цепей микросхем.

Поставьте инвертор на NPN-транзисторе, если инверсия сигнала нестрашна (например её можно сменить в МК)

Или два инвертора последовательно, если сигнал нужно сохранить в той же полярности.

Конечно, в этих двух схемах можно использовать любой логический N-канальный полевой транзистор, например IRLM2502:

Эти схемы применимы и для передачи из большего напряжения в меньшее.

С другой стороны, очень часто бывает так, что на приёмнике диапазоны логических «0» и «1» пересекаются с соответствующими диапазонами источника. Например, типичный 3.3 источник генерирует логическую «1» напряжением 3.3 вольта, а типичная 5-вольтовая микросхема чувствует логическую «1» начиная уже с 2 вольт. Получается, что приёмник отлично видит перепады напряжения от источника, и никакие дополнительные меры вообще не нужны.

Оптрон

В дополнение к преобразованию уровня ещё и развязывает земли. Может проводить сигналы между двумя цепями, находящимися при потенциале до 1 киловольта друг относительно друга.

Расчёт номиналов резисторов прост, резистор в цепи светодиода рассчитывается как обычно: на светодиоде падает 1.7В, схема питается от 3.3В, значит на резисторе должно падать 1.6В при токе 5мА (стандартный ток для ИК-светодиода оптрона), это даёт 320 Ом, ближайшее значение 330 Ом. Такой же расчёт и для других напряжений.

Открытый коллектор

Самый лучший и удобный вариант, который только можно представить. Если источник сигнала выполнен по схеме с открытым коллектором — вам вообще не нужно делать согласование уровней.

В предыдущих вариантах мы говорили только о пуш-пулл выходах, т.е. таких выходах где и 0 и 1 генерируются «честно», отдельными транзисторами.

А вот открытый коллектор это такой каскад, который коммутирует только 0. Переключение к 1 он не делает, он лишь отключает 0. То есть, такому выходу обязательно нужен внешний резистор, который подтянет выход к 1 — а конкретное значение напряжения неважно.

Таким образом, для передачи из большего к меньшему с условием выхода «открытый коллектор» нужен лишь резистор, подтягивающий линию к меньшему напряжению.

Однако, передача из меньшего к большему тоже возможна. Если мы опять подключим резистор к меньшему напряжению, на низковольтную часть не попадёт высокое напряжение, а высоковольтная логика (как в прошлом пункте) всё равно будет способна различать логические уровни, потому что порог переключения обычно довольно мал.

Таким образом, если источник сигнала имеет выход типа «открытый коллектор» — неважно, передаёте из L в H или наоборот, вам достаточно просто притянуть линию 10кОм-резистором к меньшему из двух напряжений. Проконтролируйте разве что параметр «Minimum high-level input voltage» у приёмника — он должен быть выше, чем напряжение питания низковольтной стороны, Vcc_L.

Все эти схемы очень просты, но годятся только для сопряжения одной-двух цепей, дальше уже начинается слишком много «рассыпухи». Если вам нужно преобразовать сразу целую шину из десятка сигналов — лучше использовать специализированные микросхемы, о которых я расскажу в третьей части.

Схемы для двунаправленной передачи данных — во второй части статьи.

Источник

Логический преобразователь

Внешний вид логического преобразователя показан на рисунке 2.7.

На панели преобразователя показаны клеммы-индикаторы входов А, В. Н и одного выхода OUT, экран для отображения таблицы истинности исследуемой схемы, экранная строка для отображения ее булева выражения (в нижней части). В правой части панели расположены кнопки управления процессом преобразования. Возможные варианты использования преобразователя:

1) таблицу истинности исследуемого устройства;

2) булево выражение, реализуемое устройством;

3) минимизированное булево выражение;

4) схему устройства на логических элементах без ограничения их типа;

5) схему устройства только на логических элементах И-НЕ.

б) синтез логического устройства по таблице истинности.

Щелчком мыши по входным клеммам А,В,…Н, начиная с клеммы А, активизируем мышью требуемое число входов анализатора, в результате чего на экране анализатора получим начальную таблицу истинности, в которой будут представлены все возможные комбинации входных сигналов.

Отредактируем полученную таблицу в соответствии с заданием путем записи 1,0 или Х в столбце OUT в строках, которые по комбинации входных сигналов соответствуют заданным;

в) синтез логического устройства по булевому выражению.

Булево выражение заноситься в экран-строку. Используются символы А…Н, при инверсии A`…H`. Нажимая кнопку , получаем таблицу истинности.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Логический преобразователь

Блок логических преобразователей ( БЛП) осуществляет логическое преобразование сигналов фотоприемников и сигналов, характеризующих местонахождение ПР в соответствии с конкретной схемой РТК, и вырабатывает соответствующие командные сигналы аварийного останова движения ПР и сброса этой команды. Информация о местонахождении ПР поступает на БЛП с бесконтактных микровыклю-чателей. [3]

Блок логических преобразователей преобразует сигналы фотоприемников и сигналы, характеризующие местонахождение ПР в соответствии с применяемой схемой РТК, вырабатывает командный сигнал аварийной остановки ПР и сигнал сброса этой команды. Информация о местонахождении ПР поступает на БЛП с бесконтактных микровыключателей, расположенных на монорельсе вдоль всего рабочего пространства ПР. БЛП представляет собой навесной блок с разъемами для подключения стоек светоизлучателей и фотоприемников ( до 10 пар), а также бесконтактных микровыключателей типа БВК ( до 12), с входным разъемом питания, источник которого находится в шкафу электроавтоматики, и выходным командным разъемом, связывающим БЛП с системой ЧПУ модели УПМ-331. Чтобы изменить логику преобразования сигналов БЛП в соответствии с требуемой компоновкой РТК, необходимо заменить печатные платы БЛП. [4]

Ячейка представляет собой логический преобразователь с четырьмя выходами, управляемый регистром настройки из восьми D-триггеров с общим сбросом. Для управления связями с другими ячейками в каждой ЯОС выделены четыре триггера регистра настройки. [6]

Задача синтеза логических преобразователей и ПРВ в целом при таких существенно усложняющих эту задачу требованиях носит название задачи оптимального синтеза ( оптимального проектирования) и будет специально рассмотрена в следующем разделе данной главы. [8]

Автомат с жесткой логикой ( схемное управление) состоит из логического преобразователя и блока тактирования сигналов. [15]

Источник