Projekt MŠMTEU peníze středním školám Název projektu školyICT do života školy Registrační číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ ŠablonaIII/2 Sada08 AnotaceVysvětlení pojmu a funkce kombinačního logického obvodu Klíčová slovaFunkce, proměnná, realizace, kontakty, paralelní, sériové, hradlo, integrovaný obvod PředmětElektronika Autor, spoluautorIng. Karel Filas JazykČeština Druh učebního materiáluPrezentace Potřebné pomůckyPC, dataprojektor Druh interaktivityVýklad pomocí prezentace Stupeň a typ vzděláváníStřední škola Cílová skupina4. ročník, žáci 18 – 19 let, maturitní obor Mechanik seřizovač Speciální vzdělávací potřebyNe ZdrojeSeznam viz poslední snímek Kombinační logické obvody - úvod STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje VY_32_INOVACE_08_156 1

STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Kombinační logické obvody (KLO) Úvod  Logické obvody používáme k realizaci logických funkcí.  Dělíme je na dvě skupiny: Kombinační logické obvody Hodnoty výstupní funkce (funkcí) jsou určeny pouze kombinací hodnot vstupních proměnných. Sekvenční logické obvody Hodnoty výstupní funkce (funkcí) jsou určeny kombinací hodnot vstupních proměnných a předchozím stavem obvodu. Jsou to tedy obvody s pamětí. Kombinační i sekvenční logické obvody se vyrábí jako elektronické součástky, tzv. integrované obvody. Pro praktickou realizaci úlohy vybíráme vhodné obvody z nabídky (katalogu) výrobce. 2

STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Realizace logických obvodů 3 Logické obvody lze realizovat různými způsoby. Je možné použít různá hlediska, např. Podle způsobu realizace Mechanické. Elektrické. Pneumatické. Podle použitých prvků (součástek) Reléové. S tranzistory. S integrovanými obvody. Podle technologie výroby Hlavně integrované obvody: TTL (bipolární), CMOS Proti převažující elektronice mají ale dnes ostatní realizace zanedbatelný význam.

STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Realizace logických obvodů pomocí kontaktů Logický součet se realizuje paralelním zapojením spínacích kontaktů. V praktických zapojeních se používají kontakty relé nebo stykačů. 4 Schéma zapojení U a b y Žárovka se rozsvítí, sepne-li kontakt a nebo b nebo oba dva. aby Pravdivostní tabulka

STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Realizace logických obvodů pomocí kontaktů Logický součin se realizuje sériovým zapojením spínacích kontaktů. V praktických zapojeních se používají kontakty relé nebo stykačů. 5 Žárovka se rozsvítí, sepne-li kontakt a nebo b nebo oba dva. Schéma zapojení U ab y aby Pravdivostní tabulka

Logická negace se realizuje rozpínacím kontaktem. V praktických zapojeních se používají kontakty relé nebo stykačů. STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje 6 ay Pravdivostní tabulkaSchéma zapojení V klidové stavu je kontakt sepnutý a žárovka svítí. Po stisknutí tlačítka a relé rozpojí kontakt a žárovka zhasne. S U a S y Realizace logických obvodů pomocí kontaktů

Obvody realizující logické funkce se vyrábí jako hotové součástky s vysokým stupněm integrace, tzv. logické integrované obvody.  Logických integrovaných obvodů se vyrábí velké množství.  Přehled je vždy uveden v katalogu výrobce.  Z jednotlivých obvodů se realizují velké a složité celky.  Obvod pro základní (jednoduchou) funkci se nazývá hradlo.  Hradlo neboli logický člen je elementární prvek.  Jeden integrovaný obvod může obsahovat větší počet hradel. STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Integrované obvody pro realizaci logických funkcí 7 Kombinujeme-li hradla OR a AND, popsaná v základních funkcích, s invertorem, můžeme vytvořit celou řadu dalších logických funkcí  Nejpoužívanější jsou tzv. Pierceova funkce (NOR, logický součin a jeho negace) a tzv. Shefferova funkce (NAND, logický součin a jeho negace).  Vytvoří se tak, že na výstup hradla AND nebo OR připojíme invertor.  Pierceova a Shefferova funkce nepatří přímo mezi základní logické funkce.  Jsou tak často používané, že je někteří autoři řadí někdy mezi základní.

STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Pierceova a Shefferova funkce Pierceova (pírsova) funkce sdružuje logický součet a jeho negaci 8 aby Pierceova funkce má výstupní výsledky y právě opačné než logický součet. Shefferova (šéfrova) funkce sdružuje logický součin a jeho negaci Sheffeova funkce má výstupní výsledky y právě opačné než logický součin. aby

STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje 9 Značky pro kombinační logické obvody podle ČSN Logický součet, hradlo ORLogický součin, hradlo ANDLogická negace, invertor Pierceova funkce, hradlo NORShefferova funkce, hradlo NAND & a b n 1 a b n 1 a & a b n 1 a b n

STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Integrovaný obvod typu  Obsahuje 4 dvouvstupová hradla NAND.  Má 14 vývodů (4 hradla po 3 vývodech, 2 vývody pro napájení).  Pouzdro DIL (Dual In Line).  Pájí se do desky nebo zasouvá do patice (snazší výměna). Fotografie obvoduZapojení vývodů

STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Příklad označení některých Integrovaných obvodů 11  SN 74004x dvouvstupové NAND  SN 74024x dvouvstupové NOR  SN 74103x třívstupové NAND  SN 74202x čtyřvstupové NAND  SN 74273x třívstupové NOR  SN 74081x osmivstupové NAND  SN 74046x invertor První písmena označují výrobce  SNTexas Instruments  MHTesla Rožnov (před rokem 1989)  apod.

STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Souhrn učiva, otázky k procvičení 12 Jakých hodnot může nabývat logická proměnná? Jakých hodnot může nabývat logická funkce? Jaké další funkce lze vytvořit ze základních logických funkcí? Jak ze základní funkce vytvoříme Pierceovu a Shefferovu funkci? Definujte Pierceovu funkci. Definujte Shefferovu funkci. Vytvořte tabulku Pierceovy funkce pro 3 vstupní proměnné. Vytvořte tabulku Shefferovy funkce pro 3 vstupní proměnné. Co je hradlo? Co je integrovaný obvod?

STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Použité zdroje 13 Vlastní materiály SŠST Ústí nad Labem KESL, Jan. Elektronika III, číslicová technika. Praha: BEN - technická literatura, 2006, ISBN ANTOŠOVÁ, Marcela; DAVÍDEK, Vratislav. Číslicová technika. České Budějovice: KOPP, 2008, ISBN ARENDÁŠ, Viliam. Číslicová technika. Bohumín: SOU, 2002, ISBN NEMÁ.