5.0. Логические элементы и элементы счётно-решающих устройств

Рассмотрим конкретную реализацию регистрирующей части сейсморазведочных ИИС на примере современной компьютеризированной сейсмической станции Прогресс-Л и сопоставим её с телеметрической системой Прогресс-Т на уровне функциональных схем. Для этого необходимо ознакомиться с работой логических элементов и элементов счетно-решающих устройств, на базе которых формируются функциональные схемы.

Для определенности примем в качестве логической “1” высокий уровень напряжения, а в качестве логического ”0” – низкий уровень. Обозначим входные сигналы как U, в выходные – V.

5.1. Логические элементы

5.1.1. Логический элемент «не» (инвертор)

Алгоритм работы элемента «НЕ»: при подаче на вход логической еди­ницы на выходе возникает логический нуль (элемент обращает фазу сигнала).

5.1.2. Логический элемент «или»

Логический элемент «ИЛИ» имеет два входа (А и В), на которые подаются сигналы U₁ и U₂, соответственно, и один выход с которого снимается сигнал V.

Алгоритм работы элемента: при появлении на одном из входов логической единицы независимо от значения сигнала на другом на выходе возникает логическая единица, логический нуль на выходе возникает только при нулевых значениях сигналов на обоих входах.

5.1.3. Логический элемент «и» (схема совпадений)

Логический элемент»И», также как и элемент «ИЛИ», имеет два входа (А и В), на которые подаются сигналы U₁ и U₂, соответственно, и один выход с которого снимается сигнал V.

Алгоритм работы элемента: логическая единица на выходе возникает только при единичных значениях сигналов на обоих входах.

Логические схемы «И» используются для построения электронных клю­чей, являющихся распространёнными элементами счётно-решающих.

Алгоритм работы ключа: если строб-сигнал имеет высокий уровень, то пропущенный сигнал тождественен пропускаемому, если строб-сигнал имеет низкий уровень, пропущенный сигнал тождественно равен логическому нулю, независимо от значений пропускаемого сигнала.

5.1.4. Триггер

Триггер – логический элемент, который может находиться в одном из двух устойчивых состояний, одно из них условно принимается за единичное, другое – за нулевое. Он имеет три входа («Установка в единичное состоя­ние», «Установка в нулевое состояние» и «Счётный вход») и два выхода («Единичный» и «Нулевой»).

Алгоритм работы триггера:

• единичному состоянию триггера соответствует высокий уровень на единичном выходе и низкий – на нулевом, и наоборот;

• триггер управляется путём подачи импульсов высокого уровня на один из его входов;

• если триггер случайным образом принял нулевое состояние, то при подаче импульса на единичный вход он устанавливается в единичное состояние, повторная подача импульса на тот же вход не меняет состояния триггера;

• если триггер находится в единичном состоянии, то при подаче импульса на нулевой вход он устанавливается в нулевое состояние, повторная подача импульса на тот же вход состояния триггера не меняет;

• подача импульса на счётный вход меняет состояние триггера независимо от того, в каком состоянии он находился перед подачей импульса.

На базе рассмотренных выше логических элементов строятся элементы счетно-решающих устройств (один из них – электронный ключ – был рассмотрен выше). Рассмотрим три наиболее употребительных – регистр, сдвигающий регистр и счётчик.