2И не: логический элемент NAND / 2И-НЕ 74HC00

Базовые логические элементы.

В Булевой алгебре, на которой базируется вся цифровая техника, электронные элементы должны выполнять ряд определённых действий. Это так называемый логический базис. Вот три основных действия:

• ИЛИ – логическое сложение (дизъюнкция) – OR;

• И – логическое умножение (конъюнкция) – AND;

• НЕ – логическое отрицание (инверсия) – NOT.

Примем за основу позитивную логику, где высокий уровень будет «1», а низкий уровень примем за «0». Чтобы можно было более наглядно рассмотреть выполнение логических операций, существуют таблицы истинности для каждой логической функции. Сразу нетрудно понять, что выполнение логических функций «и» и «или» подразумевают количество входных сигналов не менее двух, но их может быть и больше.

Логический элемент И.

На рисунке представлена таблица истинности элемента «И» с двумя входами. Хорошо видно, что логическая единица появляется на выходе элемента только при наличии единицы на первом входе и на втором. В трёх остальных случаях на выходе будут нули.

На принципиальных схемах логический элемент «И» обозначают так.

На зарубежных схемах обозначение элемента «И» имеет другое начертание. Его кратко называют AND.

Логический элемент ИЛИ.

Элемент «ИЛИ» с двумя входами работает несколько по-другому.  Достаточно логической единицы на первом входе или на втором как на выходе будет логическая единица. Две единицы так же дадут единицу на выходе.

На схемах элемент «ИЛИ» изображают так.

На зарубежных схемах его изображают чуть по-другому и называют элементом OR.

Логический элемент НЕ.

Элемент, выполняющий функцию инверсии «НЕ» имеет один вход и один выход. Он меняет уровень сигнала на противоположный. Низкий потенциал на входе даёт высокий потенциал на выходе и наоборот.

Вот таким образом его показывают на схемах.

В зарубежной документации элемент «НЕ» изображают следующим образом. Сокращённо называют его NOT.

Все эти элементы в интегральных микросхемах могут объединяться в различных сочетаниях. Это элементы: И–НЕ, ИЛИ–НЕ, и более сложные конфигурации. Пришло время поговорить и о них.

Логический элемент 2И-НЕ.

Рассмотрим несколько реальных логических элементов на примере серии транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) К155 с малой степенью интеграции. На рисунке когда-то очень популярная микросхема К155ЛА3, которая содержит четыре независимых элемента 2И – НЕ. Кстати, с помощью её можно собрать простейший маячок на микросхеме.

Цифра всегда обозначает число входов логического элемента. В данном случае это двухвходовой элемент «И» выходной сигнал которого инвертируется. Инвертируется, это значит «0» превращается в «1», а «1» превращается в «0». Обратим внимание на кружочек на выходах – это символ инверсии. В той же серии существуют элементы 3И–НЕ, 4И–НЕ, что означает элементы «И» с различным числом входов (3, 4 и т.д.).

Как вы уже поняли, один элемент 2И-НЕ изображается вот так.

По сути это упрощённое изображение двух объёдинённых элементов: элемента 2И и элемента НЕ на выходе.

Зарубежное обозначение элемента И-НЕ (в данном случае 2И-НЕ). Называется NAND.

Таблица истинности для элемента 2И-НЕ.

В таблице истинности элемента 2И – НЕ мы видим, что благодаря инвертору получается картина противоположная элементу «И». В отличие от трёх нулей и одной единицы мы имеем три единицы и ноль. Элемент «И – НЕ» часто называют элементом Шеффера.

Логический элемент 2ИЛИ-НЕ.

Логический элемент 2ИЛИ – НЕ представлен в серии К155 микросхемой 155ЛЕ1. Она содержит в одном корпусе четыре независимых элемента. Таблица истинности так же отличается от схемы «ИЛИ» применением инвертирования выходного сигнала.

Таблица истинности для логического элемента 2ИЛИ-НЕ.

Изображение на схеме.

На зарубежный лад изображается так. Называют как NOR.

Мы имеем только один высокий потенциал на выходе, обусловленный подачей на оба входа одновременно низкого потенциала. Здесь, как и на любых других принципиальных схемах, кружочек на выходе подразумевает инвертирование сигнала. Так как  схемы И – НЕ и ИЛИ – НЕ встречаются очень часто, то для каждой функции имеется своё условное обозначение. Функция И – НЕ обозначается значком «&«, а функция ИЛИ – НЕ значком «1«.

Для отдельного инвертора таблица истинности уже приведена выше. Можно добавить, что количество инверторов в одном корпусе может достигать шести.

Логический элемент «исключающее ИЛИ».

К числу базовых логических элементов принято относить элемент реализующий функцию «исключающее ИЛИ». Иначе эта функция называется «неравнозначность».

Высокий потенциал на выходе возникает только в том случае, если входные сигналы не равны. То есть на одном из входов должна быть единица, а на другом ноль. Если на выходе логического элемента имеется инвертор, то функция выполняется противоположная – «равнозначность». Высокий потенциал на выходе будет появляться при одинаковых сигналах на обоих входах.

Таблица истинности.

Эти логические элементы находят своё применение в сумматорах. «Исключающее  ИЛИ» изображается на схемах знаком равенства перед единицей «=1«.

На зарубежный манер «исключающее ИЛИ» называют XOR и на схемах рисуют вот так.

Кроме вышеперечисленных логических элементов, которые выполняют базовые логические функции очень часто, используются элементы, объединённые в различных сочетаниях. Вот, например, К555ЛР4. Она называется очень серьёзно 2-4И-2ИЛИ-НЕ.

Её таблица истинности не приводится, так как микросхема не является базовым логическим элементом. Такие микросхемы выполняют специальные функции и бывают намного сложнее, чем приведённый пример. Так же в логический базис входят и простые элементы «И» и «ИЛИ». Но они используются гораздо реже. Может возникнуть вопрос, почему эта логика называется транзисторно-транзисторной.

Если посмотреть в справочной литературе схему, допустим, элемента 2И – НЕ из микросхемы К155ЛА3, то там можно увидеть несколько транзисторов и резисторов. На самом деле ни резисторов, ни диодов в этих микросхемах нет. На кристалл кремния через трафарет напыляются только транзисторы, а функции резисторов и диодов выполняют эмиттерные переходы транзисторов. Кроме того в ТТЛ логике широко используются многоэмиттерные транзисторы. Например, на входе элемента 4И стоит четырёхэмиттерный транзистор.

Главная &raquo Цифровая электроника &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• RS-триггер.

НОУ ИНТУИТ | Лекция | Более сложные логические элементы

< Дополнительный материал  || Лекция 4: 123

Аннотация: В лекции рассказывается о принципах работы, характеристиках и типовых схемах включения логических элементов, выполняющих сравнительно сложные функции – элементов Исключающее ИЛИ, И-ИЛИ-НЕ, триггеров Шмитта, а также приводятся схемотехнические решения, позволяющие реализовать на их основе часто встречающиеся функции.

Ключевые слова: ПО, функция, таблица истинности, единица, компаратор кодов, сумматор, инвертор, входной, управляющий сигнал, задержка распространения, выход, вариант использования, объединение, мультиплексор, двунаправленные линии, триггер Шмитта, очередь, логическая модель, график, запаздывания, память, генератор импульсов, Z-резистор, замыкание

Элементы Исключающее ИЛИ

intuit.ru/2010/edi»>Элементы Исключающее ИЛИ (по-английски — Exclusive-OR) также можно было бы отнести к простейшим элементам,
но функция, выполняемая ими, несколько сложнее, чем в случае элемента И или элемента ИЛИ. Все входы элементов
Исключающее ИЛИ равноправны, однако ни один из входов не может заблокировать другие входы, установив выходной
сигнал в уровень единицы или нуля.

Рис.
4.1.
Обозначения элементов Исключающее ИЛИ: зарубежные (слева) и отечественные (справа)

Под функцией Исключающее ИЛИ понимается следующее: единица на выходе появляется тогда, когда только на
одном входе присутствует единица. Если единиц на входах две или больше, или если на всех входах нули, то
на выходе будет нуль. Таблица истинности двухвходового элемента Исключающее ИЛИ приведена в
табл. 4.1.
Обозначения, принятые в отечественных и зарубежных схемах, показаны на рис. 4.1.
Надпись на отечественном
обозначении элемента Исключающее ИЛИ «=1» как раз и обозначает, что выделяется ситуация, когда на входах
одна и только одна единица.

Элементов Исключающее ИЛИ в стандартных сериях немного. Отечественные серии предлагают микросхемы ЛП5
(четыре двухвходовых элемента с выходом 2С), ЛЛ3 и ЛП12, отличающиеся от ЛП5 выходом ОК. Слишком уж
специфическая функция реализуется этими элементами.

С точки зрения математики, элемент Исключающее ИЛИ выполняет операцию так называемого суммирования
по модулю 2. Поэтому эти элементы также называются сумматорами по модулю два. Как уже отмечалось в предыдущей
лекции, обозначается суммирование по модулю 2 знаком плюса, заключенного в кружок.

Основное применение элементов Исключающее ИЛИ, прямо следующее из таблицы истинности, состоит в
сравнении двух входных сигналов. В случае, когда на входы приходят две единицы или два нуля (сигналы совпадают),
на выходе формируется нуль (см. табл. 4.1). Обычно при таком применении на один вход элемента
подается постоянный уровень, с которым сравнивается изменяющийся во времени сигнал, приходящий
на другой вход. Но значительно чаще для сравнения сигналов и кодов применяются специальные микросхемы
компараторов кодов, которые будут рассмотрены в следующей лекции.

В качестве сумматора по модулю 2 элемент Исключающее ИЛИ используется также в параллельных и последовательных
делителях по модулю 2, служащих для вычисления циклических контрольных сумм. Но подробно эти схемы будут
рассмотрены в лекциях 14,15.

Важное применение элементов Исключающее ИЛИ — это управляемый инвертор (рис. 4.2).
В этом случае
один из входов элемента используется в качестве управляющего, а на другой вход элемента поступает
информационный сигнал. Если на управляющем входе единица, то входной сигнал инвертируется, если же
нуль — не инвертируется. Чаще всего управляющий сигнал задается постоянным уровнем, определяя режим
работы элемента, а информационный сигнал является импульсным. То есть элемент Исключающее ИЛИ может
изменять полярность входного сигнала или фронта, а может и не изменять в зависимости от управляющего сигнала.

Рис.
4.2.
Элемент Исключающее ИЛИ как управляемый инвертор

В случае, когда имеется два сигнала одинаковой полярности (положительные или отрицательные), и
при этом их одновременный приход исключается, элемент Исключающее ИЛИ может быть использован для
смешивания этих сигналов (рис. 4.3). При любой полярности входных сигналов выходные сигналы элемента
будут положительными. При положительных входных сигналах элемент Исключающее ИЛИ будет работать как
элемент 2ИЛИ, а при отрицательных он будет заменять элемент 2И-НЕ. Такие замены могут быть полезны
в тех случаях, когда в схеме остаются неиспользованными некоторые элементы Исключающее ИЛИ. Правда,
при этом надо учитывать, что задержка распространения сигнала в элементе Исключающее ИЛИ обычно
несколько больше (примерно в 1,5 раза), чем задержка в простейших элементах И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ.

Рис.
4.3.
Применение элемента Исключающее ИЛИ для смешивания двух неодновременных сигналов

Рис.
4.4.
Выделение фронтов входного сигнала с помощью элемента Исключающее ИЛИ

Еще одно важнейшее применение элемента Исключающее ИЛИ — формирование коротких импульсов по любому
фронту входного сигнала (рис. 4.4). В данном случае не важно, положительный фронт входного сигнала
или отрицательный, на выходе все равно формируется положительный импульс. Входной сигнал задерживается
с помощью конденсатора или цепочки элементов, а затем исходный сигнал и его задержанная копия поступают
на входы элемента Исключающее ИЛИ. В обеих схемах в качестве элементов задержки используются также
двувходовые элементы Исключающее ИЛИ в неинвертирующем включении (на неиспользуемый вход подается нуль).
В результате такого преобразования можно говорить об удвоении частоты входного сигнала, так как выходные
импульсы следуют вдвое чаще, чем входные.

Данную особенность элементов Исключающее ИЛИ надо учитывать в том случае, когда на оба входа элемента
поступают изменяющиеся одновременно сигналы. При этом на выходе элемента возможно появление коротких
паразитных импульсов по любому из фронтов входных сигналов. Исключить их влияние на дальнейшую схему можно,
например, с помощью синхронизации, подобной рассмотренной в предыдущем разделе.

Дальше >>

< Дополнительный материал  || Лекция 4: 123

пожилых людей ЛГБТ+ делятся своими историями

ЛГБТ+: где вопрос?
Зрители могут заметить, что Not Another Second использует ЛГБТ+ в качестве стандартного прилагательного. Кто-то может спросить: где вопрос? Мы знаем, что термин «квир» или «гендерквир» был восстановлен в современном ЛГБТ+-сообществе, и мы приветствуем это. Из-за истории слова «квир» этот термин остается болезненно уничижительным для многих пожилых людей. Not Another Second использует ЛГБТ + из уважения к опыту пожилых людей, представленных на этой выставке, и мы с уважением используем + для обозначения квир-идентичности и любой другой возможной гендерной или сексуальной идентичности или выражения, без каких-либо исключений. Обучение и изменения занимают поколения. Пусть истории, представленные на этой выставке, будут душевными и поучительными для всех зрителей: L, G, B, T, Q, гетеросексуалов и +.

Еще секунда
Проект предлагает зрителям откровенный взгляд на частную и общественную жизнь 12 пожилых ЛГБТ+ представителей самых разных слоев общества, профессий и национальностей. Среди них бывший политик, ветераны войны, выживший в Стоунволле и Черная пантера.

Эти истории рассказаны с помощью серии убедительных портретов, которые пересекаются с личным опытом жизни в то время, когда быть ЛГБТ+ считалось преступлением. Выставка, снятая известным немецким фотографом Карстеном Тормаленом, также посвящена их личным путешествиям, когда они решили жить открыто, а также нашли любовь и общение. Каждый движущийся портрет сопровождается количеством потерянных лет жизни в шкафу, а не как их истинное, подлинное «я», вне их ближайшего круга друзей и семьи, которым доверяют.

Потерянные годы
За пределами своего внутреннего круга большинство ЛГБТ+ пожилых людей прожили большую часть своей жизни в тени, боясь проявить себя настоящим или открыто выразить свою любовь в обществе из-за угроз социальной стигматизации и намного хуже. Они считают эти годы потерянными, а не потраченными впустую, поскольку, несмотря на то, что они жили двойной жизнью, опрошенные нами участники жили полностью, почти не сожалея о них.

Для этого проекта, Потерянные годы относится к количеству лет, в течение которых ЛГБТ+ пожилые люди жили двойной жизнью или иным образом подавляли свое подлинное «я» за пределами своего внутреннего круга.

Идеальное партнерство
Результат сотрудничества между некоммерческой организацией SAGE и пенсионными сообществами Watermark. ожидается, что к 2030 году их число вырастет примерно до 7 миллионов). Вместе эти партнеры признают с трудом заработанный вклад и защиту интересов пожилых людей из числа ЛГБТ+ и стремятся поддерживать этих первопроходцев, поскольку они продолжают генерировать перемены и надежду. Эта физическая и цифровая выставка побуждает зрителей присоединиться к их обещанию продолжать бороться за то, что правильно.

Все средства, собранные кампанией Not Another Second и книгой, будут переданы в дар некоммерческой организации Watermark for Kids в поддержку молодежи ЛГБТ+.

О SAGE — SAGE — это некоммерческая организация, занимающаяся вопросами защиты прав и услуг, которая заботится о пожилых людях ЛГБТ+ с 1978 года. SAGE создает гостеприимные сообщества и поддерживает обсуждение вопросов на национальном уровне, чтобы обеспечить полноценное будущее для всех ЛГБТ+ людей.

О пенсионных сообществах Watermark ^® — Watermark продолжает свою 30-летнюю приверженность созданию необычных и инновационных сообществ, в которых люди процветают. Позиция компании заключается в том, что жители, сотрудники и члены семьи, независимо от расы, национальности, религии или сексуальной ориентации, должны чувствовать себя уважаемыми, желанными и всегда включенными в любое сообщество Watermark.

Работа в партнерстве с SAGE и ее программой обучения культурным компетенциям SAGECare с 2019 года., Watermark привлек сотрудников более 65 пенсионных сообществ к обучению навыкам ЛГБТ+, чтобы распознавать и удовлетворять потребности этого сегмента стареющего населения, а также обеспечивать условия жизни и работы, свободные от дискриминации.

О Watermark for Kids — Watermark for Kids — это некоммерческая организация, призванная помогать молодым лидерам из всех слоев общества, испытывающим нехватку финансовых ресурсов, реализовать свои увлечения, стать независимыми, изменить мир к лучшему и преуспеть. Благодаря наградам Watermark for Kids молодые люди в возрасте от 6 до 22 лет получают возможность формировать характер, укреплять свои лидерские качества и выражать свое творчество, сострадание и дух — выражать свое истинное «я». Все доходы, полученные от продажи книги Not Another Second, будут переданы Watermark for Kids в поддержку молодежи ЛГБТ+.

Вторая поправка | Векс | Закон США

 Вторая поправка к Конституции Соединенных Штатов читает: «Хорошо организованная милиция, необходимая для безопасности свободного государства, не может нарушать право людей на хранение и ношение оружия».

Такая формулировка вызвала серьезные споры относительно предполагаемой сферы действия Поправки. С одной стороны, некоторые считают, что фраза Поправки «право людей хранить и носить оружие» создает индивидуальное конституционное право на владение огнестрельным оружием. В соответствии с этой «теорией индивидуальных прав» Конституция Соединенных Штатов запрещает законодательным органам запрещать владение огнестрельным оружием, или, по крайней мере, поправка делает запретительные и ограничительные нормы предположительно неконституционными. С другой стороны, некоторые ученые указывают на вводную формулировку «хорошо регулируемая милиция», чтобы утверждать, что создатели намеревались только ограничить Конгресс от законодательного запрета права штата на самооборону. Ученые называют эту теорию «теорией коллективных прав». Теория коллективных прав Второй поправки утверждает, что граждане не имеют индивидуального права на владение оружием и что, следовательно, местные, государственные и федеральные законодательные органы обладают полномочиями регулировать огнестрельное оружие, не затрагивая конституционное право.

В 1939 году Верховный суд США рассмотрел дело в деле United States v. Miller , 307 U.S. 174. Там Суд принял подход коллективных прав, определив, что Конгресс может регулировать обрез, который использовался в торговле между штатами в соответствии с Национальный закон об огнестрельном оружии 1934 года, потому что доказательства не предполагают, что дробовик «имеет какое-то разумное отношение к сохранению или эффективности хорошо организованной милиции…». Затем суд пояснил, что разработчики включили Вторую поправку для обеспечения эффективности вооруженных сил.

Этот прецедент просуществовал почти 70 лет до 2008 года, когда Верховный суд США вновь рассмотрел этот вопрос в деле District of Columbia v. Heller , 478 F.3d 370. Истец в деле Heller оспорил конституционность Закон Вашингтона, округ Колумбия, запрещающий владение огнестрельным оружием. Решением 5–4 суд отменил запрет округа Колумбия на ношение огнестрельного оружия как нарушение этого права. Суд тщательно изложил историю и традиции Второй поправки во время Конституционного собрания и провозгласил, что Вторая поправка устанавливает индивидуальное право граждан США на владение огнестрельным оружием. Суд вынес решение Miller  в качестве исключения из общего правила, согласно которому американцы могут владеть огнестрельным оружием, утверждая, что законопослушные граждане не могут использовать обрезы для каких-либо законопослушных целей. Точно так же суд в dicta заявил, что правила об огнестрельном оружии не будут затрагивать Вторую поправку, если это оружие нельзя использовать в законопослушных целях. Кроме того, Суд предположил, что Конституция Соединенных Штатов не запрещает положения, запрещающие преступникам и психически больным иметь огнестрельное оружие.

В 2010 году суд еще больше усилил защиту Второй поправки в деле McDonald v. City of Chicago , 567 F.3d 856. Истец в деле McDonald оспорил конституционность чикагского запрета на ношение огнестрельного оружия, который запрещал владение огнестрельным оружием почти всем. частные граждане. В решении 5–4 Суд, сославшись на намерения создателей и ратификаторов Четырнадцатой поправки, постановил, что Вторая поправка применяется к штатам через доктрину регистрации. У Суда не было большинства, по которому конкретный пункт Четырнадцатой поправки включает основное право на хранение и ношение оружия в целях самообороны. В то время как судья Алито и его сторонники рассматривали пункт о надлежащей правовой процедуре, судья Томас в своем согласии заявил, что пункт о привилегиях и иммунитетах должен оправдывать регистрацию.

Однако несколько вопросов все еще остаются без ответа, например, подразумевают ли правила, менее строгие, чем закон округа Колумбия, Вторую поправку, будут ли суды низшей инстанции применять свое решение в отношении допустимых ограничений и какой уровень проверки должен применяться судами при анализе закона, который нарушает Вторую поправку. Как правило, в конституционном праве суды подвергают законодательные акты и постановления трем уровням проверки в зависимости от рассматриваемого вопроса:

1. строгая проверка
2. промежуточная проверка
3. рациональное основание

Заключения окружного суда в соответствии с Heller  предполагают, что суды готовы поддерживать следующее:

• Правила, запрещающие хранение оружия в государственной собственности. США против Доросана , 350 Фед. приложение 874 (5-й окружной суд, 2009 г.) (оставление в силе обвинительного приговора ответчику за пронос пистолета на территорию почтового отделения).
• Правила, запрещающие владение пистолетом несовершеннолетним правонарушителям. США против Рене Э. , 583 F.3d 8 (1-й округ 2009 г.) (постановление, что Закон о правонарушениях несовершеннолетних запрещает владение пистолетами несовершеннолетними не нарушает Вторую поправку).
• Правила, требующие разрешения на скрытое ношение оружия. Kachalsky v County of Westchester , 701 F.3d 81 (2nd Cir. 2012) (постановление, что закон штата Нью-Йорк, запрещающий физическим лицам получать лицензию на скрытое ношение огнестрельного оружия в общественных местах для общих нарушают Вторую поправку).

Совсем недавно Верховный суд США усилил свое решение Heller по делу Caetano v. Massachusetts , 136 S.Ct. 1027 (2016). Суд отменил закон штата Массачусетс, который запрещал владение или использование «электрошокеров», установив, что «электрошокеры» защищены Второй поправкой. Хотя решение в основном основывалось на рассуждениях Heller , мнение было per curiam и, следовательно, не вносило существенного вклада в юриспруденцию Второй поправки.

В 2022 году Верховный суд расширил прецедент, созданный Heller в деле New York State Rifle & Pistol Association против Bruen . В деле Bruen суд отменил нью-йоркский закон, требующий от сторон, заинтересованных в приобретении пистолета для использования в целях самообороны вне дома, получения лицензии, поскольку закон выдавал лицензии «в мае», а не по договору. на основании «выдает». Этот метод лицензирования «может выдавать» позволял государственным органам отказывать заинтересованным сторонам в лицензиях на публичное использование огнестрельного оружия, если заинтересованная сторона не могла предъявить «уважительную причину» того, почему у них повышенная потребность в самозащите по сравнению с населением в целом.

Кроме того, Суд отказался от использования «проверки средств и цели», принятой многими юрисдикциями для целей толкования Второй поправки, вместо этого постановив, что анализ Второй поправки ограничивается оценкой исторической природы права и того, является ли данное использование огнестрельного или другого оружия глубоко укоренилось в истории Соединенных Штатов. После рассмотрения дела Bruen суды больше не могут использовать стандартный анализ, подобный тому, который применялся в деле Качальский против округа Вестчестер 9.0007, чтобы определить, является ли закон об оружии конституционным. Вместо этого правительство, желающее ввести ограничения на владение огнестрельным оружием, должно «убедительно доказать, что его регулирование огнестрельного оружия является частью исторической традиции, определяющей внешние границы права на хранение и ношение оружия».

В согласии с этим судья Кавано, к которому присоединился судья Робертс, подчеркивает, что Bruen не предназначен для аннулирования лицензионных структур или других ограничений на владение огнестрельным оружием, включая снятие отпечатков пальцев, проверку биографических данных, оценку психического здоровья, обязательные требования к обучению и возможные другие требования. Кроме того, это совпадение проводит границу между объективными мерами контроля над оружием, когда человек должен выполнить ряд заранее определенных требований, которые являются конституционными, и субъективными мерами контроля над оружием, такими как лицензирование по усмотрению государственного чиновника, которые таковыми не являются.