資料:5件
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組合せ論理回路や順序論理回路
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1.目的
この実験では,排他的論理和,全加算,エンコーダやデコーダといった組合せ論理回路や,フリップフロップ,シフトレジスタ,カウンタといった順序論理回路を構成し,その動作を確認する.
2.原理
論理回路を構成する基本論理要素には種々のものがあるが,主として用いられているものは論理積(AND),論理和(OR),否定(NOT),NAND(negated AND),NOR(negated OR)である.
2変数の論理積は論理式では
または (2.1)
と書かれ, , 共に1のときのみ は1となる.多変数のときは全ての変数が1のときのみ は1となる.
2進数の論理和は論理式では
(2.2)
と書かれ,変数の少なくとも1つが1のとき は1となる.
否定は1個の変数に対する論理であり,2つの状態のうち,反対の状態をとる論理で,論理式では
(2.3)
と書かれる.
これらを用いてNAND,NORはそれぞれ以下のように表される. NAND: NOR :
これらの基本論理要素の真理値表を表2.1に示す.
論理回路実習装置,IWATSU ELECTRIC CO, LTD.,ITF-02,9217987
4実験方法
4.1組合せ論理回路
4.1.1排他的論理和
ANDゲート,ORゲート,INVERTERゲートを用いて図4.1のような排他的論理和の回路を構成し,2入力の全組合せに対する論理出力を確かめた.
4.1.2全加算
まず,表4.1にある全加算器の真理値表より,以下のようにして , についてのできるだけ簡単にした論理式を求めた.
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レポート
理工学
論理回路
エンコーダ
レジス
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組合せ論理回路と順序論理回路の基礎
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4 結果
4.1 大小比較の論理回路
図4.1の大小比較回路の動作を確認すると, , , の場合は正常にLEDが点灯したが, の場合は, のLEDと のLEDが同時に点灯してしまった.また,その明るさは, のLEDの方が のLEDよりも明るかった.この原因は分からなかった.
4.2 7セグメントLED表示回路
図4.2の7セグメントLED表示回路の動作を確認すると, , , , の4つの入力の組み合わせによって,対応する数字が正しく表示された.
5 課題と考察
5.1 R-Sフリップフロップの動作原理
図4.3のR-Sフリップフロップ回路の真理値表は表6.1のようになる.ここで,出力 , をそれぞれR-Sフリップフロップの出力 , と捉えると,入力Enableが0の場合には他の入力Set,Resetに関わらず常に となり不変である.また,入力Enableが1の場合には,Set=0,Reset=0のとき不変,Set=0,Reset=1のとき となりリセット,Set=1,Reset=0のとき となりセット,Set=1,Reset=1のときは となり,2出力 , が相補的な関係になく矛盾するので,禁止と見なすことができる.
表6.1 図4.3のR-Sフリップフロップ回路の真理値表
このことから,図4.3のR-Sフリップフロップ回路は,入力Enableが1のとき確かにR-Sフリップフロップの動作をし,入力Enableによって,そのように動作するかどうかを切り替えられることがわかる.こういった機能は,コンピュータのメインメモリに利用されるRAMとして応用できるだろう.これらは,データの読み書きを電気的に行うため動作が高速だが,電源を切ると内容が失われてしまうという欠点がある.
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