“Raqamli qurilmalarni loyihalashga kirish” mustaqil ish fanidan

A	B
A Λ B
1	1	1
1	0	0
0	1	0
0	0	0

A va B mulohazalarning kamida bittasi rost boʻlganda rost boʻladigan yangi murakkab mulohazani hosil qilish amali mantiqiy qoʻshish amali deb ataladi.
Bu amalni dizyunksiya (lotincha: disjunctio – ajrataman) deb ham atashadi Mantiqiy qoʻshish amali ikki yoki undan ortiq sodda mulohazalarni “YOKI” bogʻlovchisi bilan bogʻlaydi hamda va “A yoki B”, “A or B” , “A V B”, “A + B” kabi koʻrinishlarda yoziladi.
Mantiqiy qoʻshish amalining rostlik jadvali quyidagicha:

A	B	A V B
1	1	1
1	0	1
0	1	1
0	0	0

A mulohaza rost boʻlganda yolgʻon, yolgʻon boʻlganda esa rost qiymat oladigan mulohaza hosil qilish amali mantiqiy inkor amali deb ataladi.
Bu amalni inversiya (lotincha: Inversio – to’ntaraman) deb ham atashadi Mantiqiy inkor amali “A EMAS” , “not A” , “ ᒣ A” , “” koʻrinishlarda yoziladi. Mantiqiy inkor amalining rostlik jadvali quyidagicha:

A	ᒣ A
1	0
0	1

Koʻrinib turibdiki, mantiqiy oʻzgaruvchilar, munosabat­lar, mantiqiy amallar va qavslar yordamida mantiqiy ifodalar hosil qilish mumkin ekan.
Mantiqiy ifodalarda mantiqiy amallar quyidagi tartibda bajariladi: inkor ( ù ), mantiqiy koʻpaytirish ( Ù ), mantiqiy qoʻshish ( Ú ).
Teng kuchli yoki bir xil amallar ketma-ketligi bajarilayotganda amallar chapdan oʻngga qarab tartib bilan bajariladi, ifodada qavslar ishtirok etganda dastlab qavslar ichidagi amallar bajariladi. Ichma-ich joylashgan qavslarda eng ichkaridagi qavs ichidagi amallar eng avval bajariladi.
MDYa (metall dielektrik yarimo‘tkazgich) tranzistorlar maydoniy tranzistorlar sinfiga kiradi.
Mantiqiy IMSlar tuzishda n–yoki r–kanali induksiyalangan MDYa–tranzistorlardan foydalanish mumkin.
Ko‘proq n – kanalli tranzistorlar qo‘llaniladi, chunki elektronlarning harakatchanligi kovaklarnikiga nisbatan yuqori bo‘lganligi sababli mantiqiy IMSlarning yuqori tezkorligi ta’minlanadi.
Bundan tashqari, n–MDYaTM sxemalar kuchlanish nominali va mantiqiy 0 va 1 sathlari bo‘yicha TTM sxemalar bilan to‘liq muvofiqlikka ega.

n – MDYa tranzistorlarida bajarilgan invertor sxemasi


Bu sxemalarda yuklama sifatida ishlatilayotgan VT0 tranzistorlar doim ochiq holatda bo‘ladi, chunki ularning zatvorlari kuchlanish manbaining musbat qutbiga tutashgan. Ular tok cheklagichlar (dinamik qarshiliklar) vazifasini bajaradi.

n-MDYa(kanali induksiyalangan) tranzistorlar asosidagi 7HAM-EMAS mantiq elementining sxemasi va holat jadvali

Variantga asosan n-MDYa(kanali induksiyalangan) tranzistorlar asosidagi HAM EMAS sxemasini chizmasini chizamiz.

1. 
   HAM EMAS sxemasini xaqiqiylik (holat) jadvalini tuzamiz.
   

n-MDYa tranzistorlar asosidagi HAM EMAS mantiq elementining holat jadvali. (bunda 2^7 = 128 ta kombinatsiya qatnashadi)

X1	X2	X3	X4	X5	X6	X7	Y	VT0	VT1	VT2	VT3	VT4	VT5	VT6	VT7
0	0	0	0	0	0	0	1	O Ch I Q	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq
1	0	0	0	0	0	0	1		Ochiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq
0	1	0	0	0	0	0	1		Yopiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq
1	1	0	0	0	0	0	1		Ochiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq
0	0	1	0	0	0	0	1		Yopiq	Yopiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq
1	0	1	0	0	0	0	1		Ochiq	Yopiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq
0	1	1	0	0	0	0	1		Yopiq	Ochiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq
1	1	1	0	0	0	0	1		Ochiq	Ochiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq
0	0	0	1	0	0	0	1		Yopiq	Yopiq	Yopiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq
1	0	0	1	0	0	0	1		Ochiq	Yopiq	Yopiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq
0	1	0	1	0	0	0	1		Yopiq	Ochiq	Yopiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq
1	1	0	1	0	0	0	1		Ochiq	Ochiq	Yopiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq
0	0	1	1	0	0	0	1		Yopiq	Yopiq	Ochiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq
1	0	1	1	0	0	0	1		Ochiq	Yopiq	Ochiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq
0	1	1	1	0	0	0	1		Yopiq	Ochiq	Ochiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq
1	1	1	1	0	0	0	1		Ochiq	Ochiq	Ochiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq
0	0	0	0	1	0	0	1		Yopiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq
1	0	0	0	1	0	0	1		Ochiq	Yopiq	Yopiq	Yopiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq
0	1	0	0	1	0	0	1		Yopiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq
1	1	0	0	1	0	0	1		Ochiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq
0	0	1	0	1	0	0	1		Yopiq	Yopiq	Ochiq	Yopiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq
1	0	1	0	1	0	0	1		Ochiq	Yopiq	Ochiq	Yopiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq
0	1	1	0	1	0	0	1		Yopiq	Ochiq	Ochiq	Yopiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq
1	1	1	0	1	0	0	1		Ochiq	Ochiq	Ochiq	Yopiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq
0	0	0	1	1	0	0	1		Yopiq	Yopiq	Yopiq	Ochiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq
1	0	0	1	1	0	0	1		Ochiq	Yopiq	Yopiq	Ochiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq
0	1	0	1	1	0	0	1		Yopiq	Ochiq	Yopiq	Ochiq	Ochiq	Yopiq	Yopiq
…	…	…	…	…	…	…	…		…	…	...	…	…	…	…
0	0	1	1	1	1	1	1		Yopiq	Yopiq	Ochiq	Ochiq	Ochiq	Ochiq	Ochiq
1	0	1	1	1	1	1	1		Ochiq	Yopiq	Ochiq	Ochiq	Ochiq	Ochiq	Ochiq
0	1	1	1	1	1	1	1		Yopiq	Ochiq	Ochiq	Ochiq	Ochiq	Ochiq	Ochiq
1	1	1	1	1	1	1	0		Ochiq	Ochiq	Ochiq	Ochiq	Ochiq	Ochiq	Ochiq

Faqatgina so‘nggi kombinatsiyada y=0 ekan.
“YoKI” funksiyasi logik qo’shish yoki dizyunksiya deyiladi va matematik ifodalanishi quydagachi: y= x₁ , v, x₂. Bu ifoda logik elementning kirishda hech bo’lmaganda x₁ yoki x₂ mavjud bo’lsa, chiqishdagi y signali paydo bo’lishini anglatadi.

Mantiqiy elementlar - yuqori - "1" va past - "0" darajali signallarning raqamli ketma-ketligidagi ma'lumotlarni qayta ishlash uchun ishlatiladigan, mantiqiy operatsiyalarni VA, YOKI, EMAS va bu operatsiyalarning turli kombinatsiyalarini bajaradigan elementar raqamli qurilmalar.

Birinchi va eng oddiy mantiqiy element mantiqiy operatsiyani bajaradigan invertordir EMAS- inversiya yoki mantiqiy inkor. Kirish uchun bitta signal qo'llaniladi, qarama-qarshi signal chiqariladi. Kirish "0", chiqish "1" yoki kirish "1" va chiqish "0" dir.
Chunki element kirishga ega EMAS faqat bitta, u holda uning haqiqat jadvali faqat ikkita qatordan iborat.
İnverter rolida siz umumiy emitent yoki manbaga ega bo'lgan sxema bo'yicha ulangan an'anaviy tranzistorli kuchaytirgichdan foydalanishingiz mumkin. Bipolyarda bunday ulanishga misol npn tranzistor, quyidagi rasmda ko'rsatilgan.

O'chirish dizayniga qarab, inverter bo'lishi mumkin turli vaqtlar signal uzatish va boshqa yukda ishlashi mumkin. U bir yoki bir nechta tranzistorlarda yig'ilishi mumkin, ammo sxemadan qat'i nazar, barcha invertorlar bir xil funktsiyani bajaradi. Shuning uchun, tranzistorlarni yoqish xususiyatlari bajarilgan funktsiyani yashirmasligi uchun raqamli mikrosxemalar uchun maxsus belgilar qo'llaniladi. Inverterning an'anaviy grafik belgisi rasmda ko'rsatilgan.
Invertorlar raqamli sxemalarning barcha seriyalarida mavjud. Mahalliy mikro montajlarda invertorlar LN harflari bilan belgilanadi. Misol uchun, 1533LN1 oltita inverterni o'z ichiga oladi. Xorijiy mikro yig'ilishlar raqamli belgidan foydalanadi, masalan, 74ALS04
"VA" operatsiyasini amalga oshiradi - mantiqiy ko'paytirish. Eng oddiy versiyada uning kirishiga ikkita signal beriladi va biz chiqishda bitta signal olamiz. Agar chiqishda ikkita nol berilgan bo'lsa - nol, ikkitasi - chiqish bitta. Agar bitta kirish "1" ni, ikkinchisi esa nolni qabul qilsa, u holda chiqish "0" dir. AND elementi va uning shartli grafik tasviri uchun haqiqat jadvali bilan rasmga qarang

AND mantiqiy elementining ishlashini tushunishning eng oson yo'li ideal elektron boshqariladigan kalitlarga yig'ilgan soddalashtirilgan sxema yordamida amalga oshiriladi. Unda oqim faqat ikkala kalit yopilganda oqadi va shuning uchun chiqishdagi bitta signal faqat kirishda ikkala mantiqiy signal bilan bo'ladi.

Uchinchi asosiy mantiqiy element OR operatsiyasini bajaradigan ajratuvchi - mantiqiy qo'shish.
Quyidagi rasmdan ko'rinib turibdiki, mantiqiy birlik darajasi har qanday tugma yopilishi bilanoq chiqishda o'rnatiladi, batafsil ma'lumot uchun haqiqat jadvaliga qarang.


Past darajadagi integratsiyaga ega K155 seriyali tranzistor-tranzistorli mantiq (TTL) mikrosxemasining misolidan foydalanib, haqiqiy mantiqiy elementni ko'rib chiqing. Quyidagi rasmda to'rtta elementni o'z ichiga olgan eskirgan, ammo hali ham mashhur K155LA3 mikromontaji 2I - EMAS. Aytgancha, uning yordami bilan siz bir dasta to'plashingiz mumkin.
Aslida, bu bizga allaqachon tanish bo'lgan ikkita birlashtirilgan qismning tasviri: chiqishdagi "2I" va "YO'Q" elementi. 2I-NOT uchun haqiqat jadvali quyida ko'rsatilgan:


Natijada, kirishda biz inverter tufayli "VA" elementiga qarama-qarshi bo'lgan rasm olinganligini ko'ramiz. Uchta "0" va bitta "1" dan farqli o'laroq, biz uchta "1" va faqat bitta nolni ko'ramiz. VA-EMAS raqamli mantiqiy komponent ko'pincha Schaeffer elementi deb ataladi.
2OR - EMAS (aniqrog'i, to'rtta) mantiqiy elementi K155LE1 mikro yig'ilishida mavjud. Haqiqat jadvali, shuningdek, chiqish signalini teskari aylantirish orqali "OR" komponentidan farq qiladi.


Amalda ikkita kirishli XOR elementlari ham qo'llaniladi. Quyidagi rasmda inversiyasiz element belgisi va uning holat jadvali ko'rsatilgan. Ushbu komponentning asosiy vazifasi quyidagicha, chiqish signali faqat kirishlardagi mantiqiy darajalar boshqacha bo'lsa paydo bo'ladi.



O'ylab ko'ring amaliy misol Pulsning oldingi va kesilishini ta'kidlash uchun sxemada "eksklyuziv OR". Ushbu dizaynda impulslarni kechiktirish uchun uchta XOR komponenti ishlatiladi. DD1.4 - yig'ish. Chiqish impulslari barqaror jabhalar va kesiklarga ega. Har bir chiqish pulsining davomiyligi 3 ta komponentning har birining kommutatsiya kechikish vaqtining uch barobariga teng. Chiqish impulslarining jabhalari orasidagi vaqt oralig'i taxminan kirish pulsining davomiyligiga teng. Bundan tashqari, sxema kirish signalining chastotasini ikki baravar oshiradi.


Yana bir qiziqarli XOR funksiyasi mavjud. Agar kirishlardan biriga doimiy "0" qo'llanilsa, komponentning chiqishidagi signal kirish signalini takrorlaydi va agar doimiy "0" doimiy "1" ga o'zgartirilsa, chiqish signali allaqachon kirishning inversiyasi bilan ifodalanadi.
Mana haqiqiy misol, K555LR4 mahalliy mikro montaj. U 2-4VA-2YOKI-EMAS sifatida ifodalanishi mumkin:

Raqamli mikro yig'ish asosiy mantiqiy element emasligi sababli, biz uning haqiqat jadvalini hisobga olmaymiz. Bunday mikrosxemalar ko'pincha maxsus funktsiyalarni bajaradi va ko'rib chiqilgan misolga qaraganda ancha murakkabroq.


Xulosa.
Mikroprotsessor tizimi (MPS) ning asosiy qurilmasi bo‘lgan mikroprotsessor (MP) ikkilik sanoq tizimida ishlagani uchun komandalar va berilganlar shu sanoq tizimida yoziladi. Mashinada signallar “0” va “1”, ya’ni mos ravishda past va yuqori darajali signallar nomi bilan yuritiladi. Signallarning bunday ko‘rinishi hech bir qiyinchiliksiz mantiqiy o‘zgaruvchilar yordamida ifodalanadi.
MP sxemalari ikkilik sanoq tizimida mantiqiy va arifmetik amallarni bajaradi. “VA”, “YOKI” va “INKOR” sxemalari asosida MP ning ixtiyoriy qurilmasini to‘liq qurish mumkin. MP da mantiqiy amallar cheklangan, lekin ularni har biri istalgan marotaba bajarishi mumkin.
Ikkilik sanoq tizimida mantiqiy amallarni bajara oladigan kombinatsion sxemalar bilan tanishib chiqamiz. Kombinatsion sxemalar raqamli sxemalar bo‘lib, ularning chiqishi ixtiyoriy vaqt davomida faqat kirishiga berilayotgan signallar bilan aniqlanadi.

Foydalanilgan adabiyotlar.

1. 
   X. K. Aripov va boshqalar.”Elektronika” oliy o’quv yurtlari uchun darslik. Toshkent “Aloqachi” – 2011.
   
2. 
   X. K. Aripov va boshqalar.”Raqamli mantiqiy qurilmalarni loyihalashtirish” oliy o’quv yurtlari uchun darslik. Toshkent “Aloqachi” – 2017.
   
3. 
   S.S.Sadaddinova, Yu.M.Abduraxmanova, F.S.Raximova. “Diskret matimatika” o’quv qo’llanma. Toshkent 2014;
   
4. 
   Devid M. Xarris i Sara L. Xarris. “Sifrovaya sxemotexnika i arxitektura kompyutera”.