Әдебиеттер

1. Мукашев К.М., Шадинова К.С., Основы электроники и схемотехники. –Алматы, 2008.

2. Мукашев К.М. Основы цифровой электроники. Алматы, 2002

3. Колонтаевский Ю.Ф. Радиоэлектроника. -М.: Энер-гоатомиздат. 1988.

4. Манаев Е.Н. Основы радиоэлектроники. -М.: Совет-ское радио.1983.

5. Жеребцов И.П. Основы радиоэлектроники. -М.: Энергоатомиздат. 1995.

6. Хотунцев Ю.Л., Лобарев А.С. Основы радиоэлектроники. - М.: Агар. 1998.

7. Ямпольсий В.С. Основы автоматики и вычислительной техники. - М.: Мир. 1991.

6. Диодты – транзисторлы логика

Қажеттілігі: Автоматты басқару теориясында логикалық алгебраның қағидалары кеңінен қолданылады. Оның өзі математикалық логиканың міндетті бір бөлімі болып саналады. Математикалық логика жалпы логика ғылымының негізгі саласы. Логиканың қай бөлімі болмасын, екі түрлі пікірді жетекшілікке алады. Олардың бірі – ақиқат, екіншісі – жалған. Осы екі пікірді екі түрлі шартты символмен белгілеу келісілген. Пікірдің ақиқат екендігі – бірлік «1» арқылы, жалған екендігі ноль «0» арқылы бейнеленеді. Мағынасы тек «0» немесе «1» арқылы екі шамалармен өрнектелетін процестер айнымалы екілік шамалар деп аталады.

Сонымен қатар, логикалық алгебрада мәндері «0» және «1» арқылы ғана анықталатын, солай бола тұра басқа логикалық шамаларға тәуелді болып келетін пікірлерде кездеседі. Мұндай пікірлер алдыңғы пікірлерге тәуелді болғандықтан, функцияның міндетін атқарады. Мәндері «0» және «1» арқылы өрнектелетін, өздері басқа логикалық шамаларға тәуелді пікірлер екілік функциялар деп аталады. Екілік функциялар, басқа да айнымалы екілік шамалар тәрізді диод-транзисторлармен құрылған логикалық элементтер арқылы іс жүзіне асырылады.

Жұмыстың мақсаты: Жартылай өткізгіш дара приборлармен құрылған логикалық элементтердің құрылу принципін, жұмысын түсіну және меңгеру.

Студент білуі тиіс:

1. Логикалық алгебраның аппаратын;

2. Екілік санақ жүйесін;

3. Негізгі логикалық элементтердің түрлері мен қасиеттерін;

4. Логикалық элементтердің ақиқат кестесін құруды;

5. Электроникалық тәсілдер арқылы екілік айнымалы шамаларды өндіру жолдарын;

6. Логикалық элементтердің күйлерін тексеру принципін;

7. Қарапайым логикалық элементтерді құру және зерттеу әдістерін;

Студент меңгеруі тиіс:

1. Логикалық айнымалы шамалардың мәндерін комутациялаушы тізбектердің көмегімен тағайындауды;

2. Екілік айнымалы шамалар мен екілік функциялардың мәндерін кернеу арқылы межелеуді;

3. Айнымалы шамаларды дірілсіз өндіруді;

4. ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ, ЕМЕС логикалық амалдарды орындаушы қарапайым логикалық схемаларды құруды және зерттеуді;

5. Логикалық элементтердің схемаларын тікелей талдауды;

6. Принципін сипаттаушы схемадан құрылу схемасына еркін көшуді;

7. Өлшеу нәтижелеріне сүйене отырып логикалық элементтің құрылымын анықтауды;

8. Динамикалық зерттеу нәтижелерін статикалық мағлұматтармен салыстырып саралауды.

Жұмыстың қысқаша мазмұны

Автоматты басқару схемалары мен цифрлық есептеу машиналарында логикалық элементтер екі орнықты күйде бола алатын құрылғылар арқылы іске асырылады. Осы құрылғылардың бір күйін, мысалы потенциалы жоғары жағдайды, оқиғаның «ақиқатына» екінші күйін, яғни потенциалы төмен кезін оқиғаның «жалған» болған кезіне балауға болады. Соған сәйкес, осы күйлерге сүйене отырып орындалатын көп амалдардың арасында қарапайым үш амал бар.

1. Логикалық көбейту амалы ЖӘНЕ, немесе конъюнкция амалы: . Мұндағышамалары функцияның аргументтері. Оқиғаның ақиқатыегер оның құраушылары түгелдей бір мезгілдеболса ғана. Егер оның аргументтерінің біреуі жалған болса, оқиға да жалған.

2. Логикалық қосу амалы НЕМЕСЕ, оны дизъюнкция деп те атайды: . Оқиға ақиқатқа (шындыққа) сәйкес келеді, яғниегер оның құраушыларының біреуінің ақиқат екені рас болса. Оқиға жалған болу үшіноның барлық құраушылары түгелдей жалған болуы керек.

3. Логикалық инверсиялау (жоққа шығару) ЕМЕС, бұл амал инверсия деп те аталады: және У функциясының мәні «Х емес» деп оқылады. ЕМЕС амалының міндеті ақиқаты анық оқиғаны жоққа түрлендіру және керісінше.Басқаша айтқанда, амалды орындау нәтижесі амалға қатынасын шамаға әрқашанда қарсы.

Бұлардан басқа логикалық алгебрада амалдардың түрлері де кездеседі:

тиым салу амалы ЖОҚ ;

мағынасы бірдей оқиғалар; Х1 Х2;

мағынасы әртүрлі оқиғалар;

сәйкес келмейтін оқиғалар Х1 ׀Х2 және басқалар.

Мұндай амалдардың жалпы саны 16. Әрбір логикалық амал үшін ақиқат кестесі құрылады (1-кесте).

Іс жүзінде аталмыш амалдар логикалық элеметтермен орындалады. Логикалық элементтер-дегеніміз логикалық функцияларды орындауға арналған электрондық құрылғылар. Мұндай құрылғылар кірісіндегі екілік санақ жүйесіндегі сигналдармен басқарылады, нәтижесінде олардың шығысында екілік санақ жүйесіндегі функциялар туындайды. Барлық логикалық амалдарды орындаушы логикалық элементтерге орындалатын амалдың аты - жөні беріледі: ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ, ЕМЕС. Логикалық элементтерді диодтар мен транзисторларды пайдаланып құруға болады.

Логикалық элементтерді екілік санақ жүйесінде басқару үшін комутациялаушы тетіктер қажет. Осындай тетіктер арқылы логикалық элементтердің аргументтері тағайындалады. Мұндай құрылғы ретінде стендтегі айырғыштар (тумблер) мен батырмалар (кнопка) қолданылады. Стендтің төменгі тұсында сондай тумблер мен кнопкаларорналастырылған.

Электрлік схемадағы тумблердің шартты белгісі

Тумблердің 1 және 2 контактылары қозғалмайтын болса, 3-контакт - жылжымалы. Тумблердің тұтқасын қозғау арқылы жылжымалы контакт қозғалмайтын контактың біреуімен тұйықталады. Әрбір тумблер арнайы символымен белгіленеді және схемадағы реттік номер беріледі.

Стендтегі тумблерінің әрқайсысы тұрақты ток көзіне төмендегідей қосылады (1а-сурет).

Тумблердің барлық тізбегін күрделі схемаларда көрсетіп сызу қолайсыз болғандықтан, оның графикалық шартты белгісі қолданылады (1б - сурет). Тумблердің жылжымалы контакты (3) стендтің үстіңгі бетіне шығарылады және оған тумблердің реттік номері беріледі. Тумблердің рычагы төмен бағытталса, осы контактының потенциалы нөл, жоғары бағытталса ток көзінің кернеуіне тең, яғни логикалық «1» шамасы өндіріледі. Логикалық элементке аргумент ретінде берілетін шаманы жеткізу үшін тумблердің жылжымалы контактысы өткізгіш арқылы логикалық элементтің кірісімен байланыстырылады.

1 – сурет. Комутациялаушы тумблердің қосылу тізбегі және графикалық шартты белгісі.

Тумблерден басқа стендте екілік мағлұматты енгізуге арналған 4 кнопка бар. Кнопканың графикалық шартты белгісі 2 – суретте берілген. Төрт кнопка өзара бірігіп «Сигналды дірілсіз өндіргіштер» блогына токтастырылған. Кнопкаларға берілетін шартты символ және реттік номер.Кнопка батырылмаған жағдайда оның ұшында төменгі потенциал, ұшында жоғары потенциал бар. Кнопка батырылған кезде жылжымалы контактының орыны ауысып, ұшында жоғары потенциал, ұшында төменгі потенциал орнайды. Кнопкаларда, тумблерлер секілді, төрт бұрышты шартты белгімен бейнеленеді (2б - сурет) .

2 - сурет. Кнопканың қосылу тізбегі (а) және шартты белгісі (б).