Pytanie:
Bramki logiczne do wskaźnika świetlnego pokazującego stan dwóch czujników
n0t_a_nUmb3R
2015-02-11 18:55:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Próbowałem odpowiedzieć na następujące pytanie i muszę wiedzieć, czy jestem na dobrej drodze:

BRAMY LOGICZNE

Pytanie 3

Zakład produkcyjny używa dwóch zbiorników do przechowywania pewnych ciekłych chemikaliów, które są wymagane w procesie produkcyjnym. Każdy zbiornik ma czujnik, który wykrywa, kiedy poziom chemii spada do 25% pełnego. Czujniki wytwarzają WYSOKI poziom 5 V, gdy zbiorniki są pełne w ponad jednej czwartej. Kiedy objętość substancji chemicznej w zbiorniku spadnie do jednej czwartej napełnienia lub mniej, czujnik podaje NISKI poziom 0V. Wymagane jest, aby pojedyncza zielona dioda elektroluminescencyjna (LED) na panelu wskaźników wskazywała, kiedy oba zbiorniki są mniej napełnione niż jedna czwarta.

3.1 Pokaż tablicę prawdy

3.2 Wyprowadź wyrażenia logiczne.

3.3 Pokaż, jak można użyć 3 bramek NAND, aby to zaimplementować. w tym pytaniu)

To pytanie 3.1 i 3.2. Ostatnie zdanie głównego pytania jest nieco skomplikowane. Mówi „Pokaż, kiedy oba zbiorniki są wypełnione mniej niż w 1/4”.

Oto moje rozwiązanie:

  • Oba wejścia (a mianowicie zbiornik A i zbiornik B) muszą mieć wartość LOW, aby wskazać LOW wyjście
  • Jedynym obwodem logicznym spełniającym powyższe wymagania jest obwód OR.
  • 0 + 0 = 0; 0 + 1 = 1; 1 + 0 = 1; 1 + 1 = 1
  • Z powyższego uważam, że operacje OR są prawidłowe, ponieważ A i B są zarówno NISKIE, jak i powodują, że wyjście jest niskie.

Rozważałem AND Obwód , ale wtedy 0 x 1 = 0 i 1 x 0 = 0. Te operacje są sprzeczne z pytaniem. Wynik musi pokazywać LOW tylko wtedy, gdy OBA wejścia są NISKIE .

Dlatego moje rozwiązanie dla 3.1 i 3.2 używałoby bramki OR. Czy to prawda?

Zamiast zdjęcia lepiej wpisać pytanie. Zdjęcia nie są łatwe do wyszukiwania i są blokowane dla niektórych naszych użytkowników przez firmy, dla których pracują.
Oto nasza początkująca [polityka dotycząca prac domowych] (http://meta.engineering.stackexchange.com/questions/121/what-should-our-position-be-on-homework-type-questions), do Twojej wiadomości. Ale myślę, że spełniłeś jego wymagania.
Cztery odpowiedzi:
user16
2015-02-11 21:07:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Więc podzielmy to kawałek po kawałku.

Wynik musi pokazywać LOW tylko wtedy, gdy OBA wejścia są NISKIE.

Wiemy również, że czujniki wskazują stan wysoki (5 V), gdy objętość zbiornika przekracza 25%.

 | Zbiornik 1 | Zbiornik 2 | Monitor LED | | -------- | -------- | ------------- | | Wysoka | Wysoka | Świeci | | Wysoka | Niski | Świeci | | Niski | Wysoka | Świeci | | Niski | Niski | Ciemny | 

Uwaga : ze względu na to wyjaśnienie zakładamy, że 0 oznacza niski, a 1 oznacza wysoki. Tak więc powyższy diagram logiczny jest „do góry nogami” z tradycyjnej reprezentacji, która zaczyna się od niskiego i przechodzi do wysokiego.

A jeśli spojrzymy na typową bramkę AND, stwierdzimy, że jesteśmy blisko ale nasza logika jest wsteczna.

AND gate logic

Więc przedstawmy bramę NOT:

NOT gate logic

Ale jeśli umieść bramkę NOT po naszej bramce AND, otrzymamy bramkę NAND i to jest nie schemat logiczny, który chcemy.

NAND gate image NAND gate logic.

Kurde! to sprowadza nas z powrotem do punktu wyjścia, prawda? Nie, niezupełnie. Co się stanie, jeśli użyjemy dwóch bramek NOT i przeniesiemy je na drugą stronę naszej bramki AND?

Inverted NAND

Wydaje się, że to działa! Nasze sygnały wysokie stają się niskie, a sygnały niskie stają się wysokie.

Pozwolę ci opracować wyrażenia algebraiczne dla tego diagramu; tłumaczenie powinno być teraz trywialne.


Najfajniejsza część to próba wyrażenia tego za pomocą samych bramek NAND. Sztuczka polega na użyciu bramki NAND jako falownika i uświadomienie sobie, że nasza logika jest odwrotna od obecnego napięcia.

Jeśli rozmieścimy trzy bramki NAND w następujący sposób:

3 NAND gates

A jeśli czujnik zbiornika 1 jest podawany do obu bramek U1 , a czujnik zbiornika 2 jest podawany do obu bramek U2 , używamy pierwszej warstwy bramek NAND jako falowników. Patrząc na schemat logiczny, widzimy, że nasza zielona dioda LED będzie się świecić w przypadkach, które chcemy, a nie w przypadku, gdy oba zbiorniki są poniżej 25%.

| Zbiornik 1 | Zbiornik 2 | T1 V | T2 V | ! T1 V | ! T2 V | 2nd NAND | LED || -------- | -------- | ------ | ------ | ------- | ------- | ---------- | ----- || Wysoka | Wysoka | 5 | 5 | 0 | 0 | 5 | Lit || Wysoka | Niski | 5 | 0 | 0 | 5 | 5 | Lit || Niski | Wysoka | 0 | 5 | 5 | 0 | 5 | Lit || Niski | Niski | 0 | 0 | 5 | 5 | 0 | | 

Zapytałeś także:

Dlatego moim rozwiązaniem dla 3.1 i 3.2 byłoby użycie bramki OR. Czy miałbym rację w tej kwestii?

Patrząc na tabelę prawdy, z 0 dla niskiego i 1 dla wysokiego:

OR truth table

I to też by działało. Ale użycie bramki OR niekoniecznie ułatwia zrozumienie, jak używać konfiguracji bramki NAND.


Jeśli nic więcej, to ćwiczenie powinno pomóc ci zrozumieć dwoistość w możliwości wyrażania dodatnia i ujemna logika boolowska.

To jest poprawne. Jednak OP prosił o _ wskazówkę_ dotyczącą rozwiązania problemu.
@np8 - zauważyłem to. Zapoznaj się z naszymi meta wskazówkami dotyczącymi pytań do zadań domowych. http://meta.engineering.stackexchange.com/questions/121/what-should-our-position-be-on-homework-type-questions Odpowiedzi „Wskazówka” nie są konstruktywne i nie pasują do StackExchange Filozofia pytań i odpowiedzi. Albo warto odpowiedzieć na to pytanie, albo nie. Wskazówki nie budują trwałej wartości witryny. W tym przypadku PO pokazał próbę rozwiązania problemu i utknął w zrozumieniu logiki. Zwróć również uwagę, że moja odpowiedź poszła inną drogą niż proponowana przez PO.
Dave Tweed
2015-02-11 19:20:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pytanie jest właściwie niepełne, ponieważ nie określa, czy logiczne „niskie” czy logiczne „wysokie” zapala zieloną diodę. Zwykle w takich przypadkach należy założyć, że do zaświecenia diody LED potrzebny jest logiczny „wysoki”. Dlatego twoja logika musi generować logiczne „wysokie” tylko wtedy, gdy oba wejścia są logiczne „niskie”.

Tak, jestem tego świadomy. Dopóki nie otrzymam odpowiedzi od wykładowcy, zakładam, że NISKI (wyłączony) wskazywałby, kiedy oba wejścia są NISKIE. Dziękuję za odpowiedź.
gromain
2015-02-11 19:34:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Przede wszystkim uważaj, aby odpowiadać tylko na to, o co Cię proszą. Będzie to miało znaczenie w twojej pracy w szkole, ale także w trakcie twojej kariery zawodowej.

Na przykład twoje pytanie „Dlatego moim rozwiązaniem dla 3.1 [...] byłoby użycie bramki OR”. nie ma znaczenia w przypadku pytania 3.1, w którym zadaje się tylko tabelę prawdy. Jak sama nazwa wskazuje, tabela prawdy to tabela, której już posiadasz.

Również w inżynierii odpowiedź na jedno pytanie wykorzystuje wynik poprzedniego pytania. Ten schemat myślenia dotyczy również Twojego życia zawodowego, w którym dzielisz swoje [duże] problemy na mniejsze, łatwiejsze do opanowania.

Wiem, że nie odpowiadam bezpośrednio na pytanie, ale mogę sprawdzić, czy Ponownie na dobrej drodze (i znajdź swój błąd, jeśli nie jesteś) to także umiejętność inżyniera.

Dzięki za radę. Chciałem tylko zamieścić swój pomysł w rozwiązaniu, aby sprawdzić, czy jestem na dobrej drodze.
Jeśli zastosujesz się do moich rad, zdasz sobie sprawę, że głównie nimi jesteś.
np8
2015-02-11 21:04:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dlatego moim rozwiązaniem dla 3.1 i 3.2 byłoby użycie bramki OR. Czy miałbym rację co do tego?

Jeśli dioda LED zaświeci się WŁĄCZONA , gdy wejście dla diody LED jest NISKIE , to tak.

Przypuszczam, że jest odwrotnie (stan WYSOKI włącza diodę LED). Wtedy po prostu odwrócisz wynik (np. Użyj bramki NOR)


Jako rada, prawo DeMorgana może się przydać, gdy rozwiążesz ten problem.

$ \ overline {A + B} = \ overline {A} \ cdot \ overline {B} $

$ \ overline {A \ cdot B} = \ overline {A} + \ overline {B} $



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...