Digitální technika

Logický člen

AND

Značka podle ČSN log ANDPatrně nám více řekne logický člen „a“ nebo případně „i“. Je to vlastně součtový člen, jehož logickou funkci vyjadřuje vztah Y = A . B . C. Znamená to, že výstup má log.1 jen tehdy, mají-li všechny vstupy současně log.1. Schématická značka je na obrázku vedle. I tento člen může mít dva nebo více vstupů. Označováním vstupů i výstupů se neliší od jiných členů.

Schématické zapojení AND se třemi vstupyJistě si vzpomenete na auto, které chtělo vjet na parkoviště ze základních pojmů. K tomu musely být splněny tři podmínky. Uvedeme si ještě jeden příklad, který bude řešit logický člen AND. Řekněme, že numericky řízený stroj (NC stroj) se uvede do chodu, jsou li splněny následující podmínky: upevněn obrobek, nasazeny řezné nástroje a vložen program. Jak si to znázorníme? Logickou funkci členu AND představuje zapojení na obr.. se spínači zapojenými do série. Je zřejmé, že výsledek logické operace bude log.1 pouze v případě , že všechny vstupy budou mít úroveň 1. Kdyby byl třeba jeden spínač rozepnut, obvod nebude uzavřen a LED nesvítí. Ani tento člen není obsažen v sortimentu logických integrovaných obvodů. Podobně jako člen OR i člen AND získáme vhodným propojením jiného členu.

Netrpělivý čtenář možná postrádá konkrétní využití některého ze zmíněných logických členů. Předpokládá totiž, že v praxi musí existovat nějaké signály, které vstupy logických členů ovládají. Skutečně tomu tak je. Jmenujme alespoň čidla, tj. prvky snímající určitou úroveň, kterou v podobě pravoúhlého souvislého signálu převádějící na vstupy logického členu. Uvedeme si příklad pro logický člen AND, který bude mnít kvůli zjednodušení pouze dva vstupy A, B a výstup Y. Pravoúhlí signálNa oba vstupy přivedeme signály pravoúhlehho průběhu, které přicházejí z různých míst a vzájemně se liší. Je třeba vědět, že pravoúhlý – obdélníkový signál obsahuje zároveň logickou nulu i logickou jedničku (viz obr). Obě úrovně se nepravidelně střídají. Nyní nás bude zajímat způsob provedení logické operace a její výsledek. Zjednodušeně řečeno chceme vědět, kdy bude na výstupu log.1 a kdy log.0. Dále nás bude zajímat, jak dlouho bude jedna nebo druhá úroveň trvat.

Technici si své představu vzájemně sdělují především nákresy a mi se této zásady přidržíme. Při zakreslování je zvykem, že se signály proměnných zaznamenávají pro přehlednost pod sebe. Pod ně dolů se kreslí výsledný průběh získaný na výstupu.

Časový průběh na YČas t ubíhá doprava ve směru šipky. Ze zakreslených průběhů je vidět, ža na výstupu Y je log.1 jen v té době, kdy oba vstupy A,B mají současně log.1. To odpovídá časovému úseku mezi body 1-2, 3-4, 5-6. V okamžiku, kdy na jednom vstupu klesne úroveň na log.0, pak na výstupu klesá úroveň rovněž na log.0. Nyní je jasné, jak logický člen pracuje. Zbývá odpovědět na otázku, k čemu se takováto operace hodí a jak se v praxi využije. Převedeme si proto jedno z nejběžnějších použití logického členu AND. Bude mít opět dvě vstupní proměnné, z nichž proměnná C bude přivádět pravidelný sled impulsů – tzv. hodinový signál na jeden vstup, zatímco proměnná D bude řídit druhý vstup. Vlastně jde o to, aby časové impulsy ze vstupu C prošli na výstup v bodě, kdy to pro správnou činnost nějakého dalšího obvodu potřebujeme.Časový průběh na Y Takže jeden signál umožní nebo naopak znemožní proniknout druhému vstupnímu signálu na výstup. Signál z výstupu pak zpravidla přímo ovládá určité zařízení pomocí vhodného převodníku. Jindy je výstupní signál převeden na vstup jiného logického členu, kde se účastní další logické operace. Tyto názorné příklady jistě posloužily k lepšímu pochopení funkce logického členu AND.