邏輯設備

邏輯代數或布爾代數用於描述數字電路的運行規律。邏輯代數基於可能發生也可能不發生的“事件”的概念。已發生的事件被認為是真實的並表示邏輯電平 «1»，未發生的事件被認為是假的並且表示邏輯電平 «0»。

事件受變量的影響，它們按照一定的規律進行影響。該定律稱為邏輯函數，變量是參數... Che。邏輯函數是函數 y = f (x1, x2, … xn)，它取值 «0» 或 «1»。變量 x1、x2、... xn 也有值 «0» 或 «1»。

邏輯代數——數理邏輯的一個分支，研究複雜邏輯陳述的結構以及通過代數方法確定其真實性的方法。在邏輯代數的公式中，變量是邏輯的或二進制的，即它們只取兩個值——假和真，分別用0和1表示。每個計算機程序都包含邏輯運算。

設計用於形成邏輯代數函數的設備稱為邏輯設備……邏輯設備具有任意數量的輸入和只有一個輸出（圖 1）。

圖 1 — 邏輯設備

例如，電子組合鎖包括一個邏輯設備，事件 (y) 是鎖的打開。對於要發生的事件 (y = 1)，即鎖已經打開，有必要定義變量 — 數字鍵盤上的十個按鈕。必須按下某些按鈕，即。取值 «1» 並同時按特定順序按下 — 邏輯功能。

以狀態表（真值表）的形式表示任何邏輯函數很方便，其中記錄了變量（參數）的可能組合和函數的相應值。

邏輯設備建立在執行特定功能的邏輯門之上。基本邏輯函數是邏輯加法、邏輯乘法和邏輯非。

1）或（OR）——邏輯加法或除法（來自英文disjunction——中斷）——當一個單元至少出現在一個輸入時，一個邏輯單元出現在這個元素的輸出。只有當所有輸入上都有邏輯零信號時，輸出才會為邏輯零。

該操作可以使用具有兩個並聯連接的觸點的觸點電路來完成。如果至少有一個觸點閉合，則此類電路的輸出端將出現 «1»。

2) AND（與）——邏輯乘法或連接（來自英文union——connection，&——ampersand）——在這個元素的輸出端，只有當一個邏輯單元出現在所有輸入端時，才會出現一個邏輯單元的信號。如果至少一個輸入為零，則輸出也將為零。

該操作可以通過由串聯連接的觸點組成的觸點電路來執行。

3) NOT — 邏輯否定或反轉，由變量上方的破折號表示 — 運算是在一個變量 x 上執行的，y 的值與該變量相反。

使用電磁繼電器的常閉觸點無法執行操作：繼電器線圈上沒有電壓 (x = 0) — 觸點在輸出 «1» (y = 1) 處也關閉。在繼電器線圈 (x = 1) 上存在電壓時，«0» 輸出 (y = 0) 上的觸點也打開。

圖 2 — 基本邏輯功能及其實現

邏輯設備使用不同的邏輯門。特別重要的是兩種通用的邏輯運算，每一種都能夠獨立形成任何邏輯函數。

4) NAND——謝弗函數。

5) OR NOT——穿孔功能。

圖 3——通用邏輯函數及其實現

示例：基於邏輯元件的安全警報電路。發生器 G 產生警報器信號，通過微電路 DD2 的邏輯元件 «AND» 將其饋送到放大器級。當保護開關 S1 — S4 閉合時，電平 «0» 作用於元件 DD1 的輸入端 — 電平 «0» 作用於元件 «I» DD2 的較低輸入端，這意味著晶體管的柵極VT 也是 «0»。

在打開至少一個開關的情況下，例如 S1，通過電阻器 R1 的元件 DD1 的輸入將接收電平 «1» 的電壓，這將導致 «1» 在第二個輸入端出現元素 «AND» DD1。這將使來自發生器 G 的信號傳遞到負載為揚聲器的晶體管的柵極。

圖 4——報警保護方案

複雜的數字電路是通過一遍又一遍地重複基本邏輯電路構建的。這種構造的工具是布爾代數，在數字技術方面稱為邏輯代數。與普通代數中的變量不同，布爾變量只有兩個值，稱為布爾零和布爾一。

邏輯零和邏輯一用0和1表示。在邏輯代數中，0和1不是數字，而是邏輯變量。在邏輯代數中，邏輯變量之間存在三種基本運算：邏輯乘法（合取）、邏輯加法（析取）和邏輯取反（取反）。

電子電路執行相同的邏輯功能，但由不同的元件組裝而成，具有不同的功耗、電源電壓、高低輸出電壓值、信號傳播延遲時間和負載能力。

另請參閱此主題： AND、OR、NOT、AND-NOT、OR-NOT 邏輯門及其真值表