Логическая схема «И — НЕ» имеет высокий уровень на выходе, т. е. логи­ческую 1, только когда на входе А и на входе В оба сигнала «НЕ» яв­ляются высокими (рис. 7). Легко увидеть (рис. 8), что логическая схема «И—-НЕ» ведет себя как схема «И», соединенная со схемой «НЕ». Вы­ход схемы «И —НЕ» представляет со­бой перевернутый (инвертированный) выход схемы «И».

Логическая схема «ИЛИ — НЕ».

 

Такая схема имеет высокий уровень сигнала на выходе, логическую 1, когда ни на входе А , ни на входе В сигна­лы НЕ имеют высокого уровня (рис. 9).

Обратите внимание, что маленький кружок на условном обозначении ло­гической схемы указывает на инвер­тирование, или логическую операцию « Н Е».

 

 

Вы можете приобрести набор плат, электронных модулей, которые могут соединяться друг с другом и образо­вывать нужные цепи. Электронные компоненты помещены в маленькие корпуса, и их типичный набор вклю­чает: блок питания, блок входного сиг­нала, светочувствительный блок, блок включения, влагочувствительный блок, звукочувствительный блок, блок, чув­ствительный к температуре, блок маг­нитного включения, источник света, блок зуммера, блок реле, блок соле­ноида, блок двигателя, логическую схему «И», логическую схему «И — НЕ», схему «ИЛИ», схему «ИЛИ — НЕ», инвертирующий усилитель, неин­вертирующий усилитель, дифферен­циальный усилитель, компаратор,сум­матор, транзисторный выключатель, датчик-преобразователь, инвертор, регистр-защелку, генератор импульсов и блок счетчика с индикатором. При­мер соединения таких модулей показан на рисунке 10, где они собраны для проверки таблицы истинности, со­ответствующей логической схеме «И».

 

 

Заметьте, что схема «ИЛИ-НЕ», соединенная, как показано на рисунке 11, ведет себя как схема «НЕ».

Светочувствительный резистор (фоторезистор) может служить датчи­ком входного сигнала, который, буду­чи помещенным в делитель напряжения, преобразует световую энергию в электрический сигнал.  Ес­ли фоторезистор будет частью дели­теля напряжения, то изменение сопро­тивления приведет к изменениям на­пряжения, которые могут быть исполь­зованы как логические сигналы.

 

 

Если фоторезистор имеет сопро­тивление 2 кОм, то и на светочувстви­тельном резисторе, и на соединенном с ним резисторе образуется разность потенциалов 3 В. Когда светочувстви­тельный резистор находится в темноте, то его сопротивление очень высоко (МОм), поэтому потенциал в А (на входе схемы «НЕ») будет значительно выше 3 В (высокий уровень, или ло­гическая 1), а на выходе будет логи­ческий 0; следовательно, светоизлу­чающий диод выключен. Когда же на светочувствительный резистор падает яркий свет, то его сопротивление очень низко (100 Ом), и поэтому потенциал в А значительно ниже 3 В, или сигнал 0, а на выходе схемы «НЕ» — логи­ческая 1; следовательно, светоизлу­чающий диод светится. Если от логи ческого вентиля требуется сделать бо­лее того, чтобы вызвать свечение све тоизлучающего диода, то надо при­менить усилитель мощности, в каче стве которого может быть использо вано реле.

 

 

Цепь изображенная на рисунке 12, показывает, как при помощи логических схем можно управлять дви­гателем постоянного тока, так чтобы он мог вращаться в одну или другую сторону.

 

Когда на входе включить — вы­ключить появляется сигнал логичес­кой 1, то реле R2 поменяет местами контакты (от 4 к 3), поэтому дви­гатель начинает вращаться. Когда на входевперед — назад появляется сиг­нал логической 1, реле поменяет мес­тами контакты 2 и 1, а контакты на R2 изменятся от 3 к 4. Это изменит направление тока, идущего через дви­гатель, на обратное, и поэтому он бу­дет вращаться в противоположную сторону.

 

 

Бистабильное устройство. Пара пе­рекрестно соединенных схем «И — НЕ» образует устройство с двумя устой­чивыми состояниями, показанное на рисунке 13. (Его также называют триггером или флип-флоп.) Если на оба входа А и В подаются сигналы логических 1, то на выходах Q и Q будут уровни сигналов, соответствую­щие логическим 1, и такое состояние сохраняется неизменным. Если вход А изменить и подать на него логический сигнал 0 (В останется 1), то выход переменится, т. е. Q станет 1, a Q станет 0. Выходы не изменятся, если вход А возвратить к логическому сиг­налу 1. Если затем сигнал на входе В изменить на логический 0, то выход переменится на обратный и сделает Q равным 0, и Q станет 1. Возвра­щение входа В к логическому сигналу 1 не окажет влияния на состояние. Устройство останется запертым в од­ном из его двух устойчивых состояний (отсюда и название «бистабильный»), зависящим от того, какой из двух входов — А или В — последним нахо­дился под низким уровнем, соответ­ствующим логическому сигналу 0. Би­стабильное устройство является осно­вой схем памяти (запоминающих уст­ройств — ЗУ), которые вместе с доба­вочными логическими схемами исполь­зуются в бинарных вычислителях.

 

 

Используя бистабильное устрой­ство, можно сконструировать модель светофора с красным и зеленым сиг­нальными огнями. Такое устройство показано на рисунке 14. Пусть в 

начальный момент горит зеленый свет, красный выключен, нажмите кнопку S1. Зеленый свет сразу погаснет, а красный зажигается. Замкните пере­ключатель S2; зеленый свет загорает­ся, а красный гаснет. Все переклю­чатели могут быть кнопочными, герко- новыми и электронно управляемыми выключателями с временной задерж­кой, которые действуют в определен­ной последовательности через задан­ные временные интервалы. Как эти, так и другие схемы могут быть преоб­разованы в систему охранной сигна­лизации.

 

 

Пара схем «ИЛИ — НЕ» с перекре­стными связями также будет работать как бистабильное устройство, напри­мер в цепи охранной сигнализации, показанной на рисунке 15. Когда на входах S и R имеются логические сигналы 0, то на выходах Q и Q будут соответственно 1 и 0. Когда S перехо­дит от уровня логического сигнала 1 к логическому сигналу 0, то биста­бильное устройство переключится и сделает Q равным 0, a Q — 1. Возвра­щение S к логическому сигналу с уров­нем 0 не окажет влияния на Q и Q. Но когда R изменяется от уровня ло­гического сигнала 1 до логического сигнала 0, бистабильное устройство переключится и Q сделается 1, a Q — 0. Возвращение R к логическому сиг­налу 0 не оказывает влияния на Q и Q. Переход в другие состояния дела­ется переключателем S2, поскольку он позволяет сделать R с высоким уров­нем, т. е. логическим сигналом 1. Вы­ключатель S1 контролирует вход S (0 В или 6 В). Когда S принимает уровень логического сигнала 1, даже временно, то светоизлучающий диод остается светящимся, даже если пере­ключатель S1 размыкается. Светоиз­лучающий диод можно выключить лишь перестановочным выключателем S2, т. е. когда потенциал в точке R поднимается до 6 В (сигнал логи­ческой 1). Если на выходе требуется звуковой сигнал, то обмотка реле, по­казанная на рисунке 16, должна быть соединена между выводами Q и нулевой шиной питания. Кажется, что бистабильное устройство «запоми­нает», какой вход был подключен к -)-6 В, дающему сигнал логической 1. Оно называется бистабильным, по­скольку является устойчивым в любом из двух состояний и фиксируется (за­щелкивается) в том состоянии, в ко­торое было поставлено. Набор выклю­чателей, показанных слева от S, может быть помещен в дверях и окнах, и каждое из них может действовать как датчик автоматической охранной сиг­нализации.

 

 

Охранное устройство со световым датчиком. Переключатель на два поло­жения дает возможность в схеме, по­казанной на рисунке 16,  отключать ее вне зависимости от уровня освещен­ности светочувствительного резистора Когда переключатель находится в верхнем положении, то потенциал в точке R составляет 5 В, т. е. логи­ческий сигнал 1, поэтому в Q будет логический 0, вне зависимости от зна­чения потенциалов на S. Когда пере­ключатель ставится в нижнее поло­жение, то моментальная вспышка све­та на светочувствительном резисторе даст посылку логической 1 на вход S, что активизирует непрерывный зум­мер, даже если уровень освещен­ности уменьшается, делая S логичес­ким 0.