Чарльз Петцольд - Код. Тайный язык информатики

Вы можете подумать, что в схеме используется слишком много реле, и это действительно так. В ней присутствуют два реле для каждого вентиля И и ИЛИ и одно реле для каждого инвертора. Могу лишь посоветовать привыкнуть к такому положению дел. В следующих главах мы будем использовать гораздо больше реле. Просто радуйтесь, что вам не придется покупать реле и собирать эти схемы дома.

Сейчас мы рассмотрим еще два логических вентиля. Оба используют выход реле, на котором присутствует напряжение, когда реле не активировано (выход, используемый в инверторе). Например, в следующей конфигурации выход одного реле подает питание на вход второго. Когда оба входа отключены от источника питания, лампочка горит.

При замыкании верхнего выключателя лампочка гаснет.

Лампочка гаснет из-за того, что на второе реле не подается питание. Точно так же лампочка гаснет при замыкании нижнего выключателя.

Когда замкнуты оба переключателя, лампочка тоже не горит.

Это поведение прямо противоположно поведению вентиля ИЛИ. Такая схема называется вентилем ИЛИ-НЕ .

Его символ аналогичен символу вентиля ИЛИ, за исключением того, что на выходе изображен небольшой кружок, означающий инвертировать . Вентиль ИЛИ-НЕ соответствует следующей схеме.

Результаты работы вентиля ИЛИ-НЕ представлены в таблице.

Они противоположны результатам работы вентиля ИЛИ, выход которого равен 1, если один из двух его входов равен 1, а 0 — только если оба входа равны 0.

Далее показан еще один способ соединения двух реле.

В данном случае два выхода соединены. Это похоже на конфигурацию вентиля ИЛИ, только здесь используются другие контакты. Лампочка горит, когда оба переключателя разомкнуты.

Лампочка продолжает гореть при замыкании верхнего переключателя.

Точно так же лампочка продолжает гореть и при замыкании нижнего переключателя.

Только при замыкании обоих переключателей лампочка гаснет.

Это поведение прямо противоположно поведению вентиля И. Такая схема называется вентилем И-НЕ . Вентиль И-НЕ изображается так же, как и вентиль И, но с кружком на выходе, который означает, что выходной сигнал противоположен выходному сигналу вентиля И.

Вентиль И-НЕ демонстрирует следующее поведение.

Обратите внимание: выход вентиля И-НЕ противоположен выходу вентиля И. Выход вентиля И равен 1, только если оба входа равны 1; в противном случае выход равен 0.

Итак, мы рассмотрели четыре различных способа подключения реле, которые имеют два входа и один выход. Каждая конфигурация дает несколько различающиеся результаты. Для экономии сил и времени мы назвали эти конфигурации логическими вентилями и решили обозначать их с помощью символов, используемых инженерами-электриками. Выходной сигнал конкретного логического вентиля зависит от входного сигнала, как показано в следующих таблицах.

Теперь у нас есть четыре логических вентиля и инвертор. Осталось дополнить инструментарий обычным реле, которое называется буфером .

Буфер изображается так.

Этот символ аналогичен символу инвертора, но без маленького кружка. Буфер примечателен тем, что он почти ничего не делает. Выходной сигнал буфера совпадает с его входным сигналом.

Однако вы можете использовать буфер при наличии слабого входного сигнала. Как вы помните, именно по этой причине реле использовались в телеграфной системе много лет назад. Кроме того, буфер можно применять для небольшой задержки сигнала. Дело в том, что для срабатывания реле требуется немного времени — небольшая доля секунды.

Отныне в книге редко будут встречаться изображения реле. Вместо этого следующие схемы будут состоять из буферов, инверторов, четырех основных логических вентилей и более сложных схем (дешифратора «2 на 4», например), собранных из этих вентилей. Разумеется, все эти компоненты состоят из реле, однако нам нет необходимости их рассматривать.

Ранее, когда мы конструировали дешифратор «2 на 4», нам встретилась небольшая схема следующего типа.

Два инвертированных входа стали входами вентиля И. Иногда такая конфигурация изображается без инверторов.

Обратите внимание на маленькие кружки на входе вентиля И, которые указывают, что сигналы в этой точке инвертируются: 0 (отсутствие напряжения) становится 1 (наличие напряжения), и наоборот.

Вентиль И с двумя инвертированными входами ведет себя точно так же, как вентиль ИЛИ-НЕ.

Выход равен 1, только если оба входа равны 0.