Микросхемотехника

    Чтобы хорошо разбираться в цифровой и вычислительной технике необходимо хорошо знать, как работают основные элементы, “кирпичики” из которых “строят” всю современную электронную технику. Таких “кирпичиков” – три. Инвертор – НЕ, коньюнктор – И, дизьюнктор – ИЛИ. Откуда взялись столь необычные названия?

Человек считает в десятичной системе счисления, у нас десять цифр 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, затем эти цифры комбинируются и мы составляем большое или маленькое число. Эти числа можно складывать, вычитать, умножать, делить, и т.п. Но существуют и другие системы счисления, и самая простейшая из них – двоичная. В двоичной системе счисления всего две цифры 0 и 1. И этого оказывается вполне достаточно, чтобы можно было записать любое число, как самое большое, так и самое маленькое. Числа образуют переменные, а действия над переменными задаются простыми логическими функциями: отрицание НЕ (инверсия), сложение ИЛИ (дизьюнкция), умножение И (коньюнкция), а так же сложными функциями.

Современная вычислительная техника работает в двоичной системе счисления. Для каждого логического элемента составлены таблицы состояний, которые построены следующим образом; в левой части помещают столбцы со значением независимых переменных, а в правой части столбец со значением функции, которые она принимает (или должна принимать) при определенных значениях переменных. Таким образом, логические элементы позволяют получить определенную логическую зависимость между входными и выходными сигналами.

Договоримся, сигнал “1” будем называть сигнал высокого логического уровня, в нашем случае так: подключили к микросхеме пробник, светодиод светится, следовательно, в исследуемой точке схемы сигнал – “1”. Не светится светодиод, будем говорить, что наблюдаем сигнал низкого логического уровня. Логические сигналы необходимо четко различать “да” так да, “нет” так нет. Цифровые микросхемы тоже работают четко, если на выходе микросхемы “единица”, так это – единица, а не что - либо другое.

Часто бывает необходимо поменять значения низкого и высокого уровней между собой, т.е. иметь на выходе “0”, если на входе “1”, и наоборот. Всеми этими свойствами обладает инвертор.

Логический элемент “Не” на схемах изображается в воде прямоугольника, с кружочком на выходе. Внутри прямоугольника ставится “1”.

Соберите инвертор, используя микросхему на панели, и пронаблюдайте с помощью пробника за сигналами на входе и выходе устройства. Для этого, используя рисунок,  соедините кусочком провода выводы 1 и 2 микросхемы, а на вывод 3 подключите “Пробник”. Так как на входе А полученного инвертора сигнала нет, то индикатор светится. Используя длинный проводник, подайте “1”, то есть сигнал высокого логического уровня на вход логического “Не”, в точку А, для этого соедините вход А (контакты 1 и 2 монтажной платы) с “+” источника тока. Как только “подали сигнал” инвертор сразу сменил выходной сигнал на противоположный. Используя таблицу состояний, убедитесь в правильности работы инвертора.