Presentation is loading. Please wait.

Presentation is loading. Please wait.

第2回 真理値表,基本ゲート, 組合せ回路の設計

Similar presentations


Presentation on theme: "第2回 真理値表,基本ゲート, 組合せ回路の設計"— Presentation transcript:

1 第2回 真理値表,基本ゲート, 組合せ回路の設計
瀬戸 本講義のホームページ: ユーザ名: tcu   パスワード: seto

2 注意点 講義で聞いた重要と思ったことは,メモする テンプレートは,先輩のお下がり(ステッドラー)のものでもOK (論理ゲートがあれば,OK)
テンプレートは,先輩のお下がり(ステッドラー)のものでもOK (論理ゲートがあれば,OK) 成績判定 中間45%, 期末45%, 宿題10% ただし,中間・期末の点が悪すぎる場合は,不可となる 宿題は次の講義開始前に,レポート用紙(形式自由)提出

3 目標 正論理・負論理の信号を理解する 論理ゲート(AND, OR, NOT)の機能を,十分理解する 真理値表が書ける
真理値表から、組合せ回路を設計できる

4 入場者数カウントシステムにおける組合せ回路の例
ディジタル回路 ( ブロック図 :システム構成を示す)  2進数 010 パルス 1 パルス数 加算 回路 入場者数 記憶回路 センサ 2進数 010 2進数 001 7セグ 表示回路 _ _ 7セグ (表示装置) a b c d e f g a b c d e f g 組合せ回路

5 CPU(プロセッサ、マイコン) における 組合せ回路
携帯電話,ロボット,自動車など,あらゆる電気・電子機器に搭載 01010 組合せ回路

6 組合せ回路 (Combinational Circuit) (復習)
ディジタル電子回路の一種 トランジスタによって実現 (後の講義で説明) 入力端子と出力端子を持つ 入力端子の電圧の組合せで、出力端子の電圧が決まる 低い電圧(0V):   L (ロー) レベル 高い電圧(5V):  H (ハイ) レベル 入力電圧が確定後、ほぼ一瞬で出力電圧が確定 入力端子 出力端子 L H 組合せ 回路 H L .. .. L H

7 正論理と負論理 (要注意) ディジタル回路の入出力信号には,正論理・負論理がある 例: リセット信号 reset reset reset
正論理と負論理 (要注意) ディジタル回路の入出力信号には,正論理・負論理がある 例: リセット信号 reset 正論理の信号 (アクティブ-H(ハイ)の信号) Hレベル = 1 (アクティブ,有効) Lレベル = 0             負論理の信号 (アクティブ-L(ロー)の信号) Hレベル = 0             Lレベル = 1 (アクティブ,有効) H reset 正 論理 の場合 L リセットする 信号名の上に横棒を書く H 負 論理 の場合 reset L リセットする

8 真理値表: 組合せ回路の 機能 を表現 入力パターンすべてに対して 出力 を書いた表 C B Y B Y A A C B A Y L ? H
真理値表: 組合せ回路の 機能 を表現 入力パターンすべてに対して 出力 を書いた表 入力 出力 入力 出力 C B Y B Y A A 3 入力 1 出力 C B A Y L ? H 2 入力 1 出力 B A Y L ? H 4 パターン 8 パターン

9 基本的な組合せ回路: 基本ゲート (復習) B B AND OR Y Y A NOT Y A A B A Y L H B A Y L H A
基本的な組合せ回路:  基本ゲート (復習) B B AND OR Y Y A NOT Y A A B A Y L H B A Y L H A Y L H B B NAND NOR Y Y A A B A Y L H B A Y L H

10 ディジタル回路の回路図に使う記号 (MIL記号)
... ... アクティブ-L すべて(all) どれか1つ(exist) バッファ 入力 すべて が アクティブのとき, 出力がアクティブ になる回路 (AND) 入力 どれか1つ が アクティブのとき, 出力がアクティブ になる回路 (OR) 2個以上,アクティブ でもよい へたった電気信号を 回復 させる回路. 論理的には 意味をもたない. (1を1,0を0にする) 信号が 負 論理 (Lでアクティブ) であることを表す

11 AND,ORゲートのMIL記号による表現
B 入出力を正論理 (アクティブH)とみると 入出力を負論理 (アクティブL)とみると AND Y A B A Y L H 入力: アクティブH 出力: アクティブH 入力: アクティブL 出力: アクティブL B 入出力を正論理 (アクティブH)とみると 入出力を負論理 (アクティブL)とみると OR Y A B A Y L H 入力: アクティブH 出力: アクティブH 入力: アクティブL 出力: アクティブL

12 NAND, NOTゲートのMIL記号表現 (NORも同様)
B 入力を正論理(アクティブH) 出力を負論理(アクティブL) とみると 入力を負論理(アクティブL) 出力を正論理(アクティブH) とみると NAND Y A B A Y L H 入力: アクティブH 出力: アクティブL 入力: アクティブL 出力: アクティブH 入力を正論理(アクティブH) 出力を負論理(アクティブL) とみると 入力を負論理(アクティブL) 出力を正論理(アクティブH) とみると A NOT Y A Y L H インバータ とも呼ばれる

13 多入力 AND, ORゲート (入出力とも正論理とみた場合)
C B A Y L H C B A Y L H C C B Y B Y A A

14 例題: 次の回路の真理値表を作れ all exist C C B Y B Y A A C B A Y L H C B A Y L H
例題: 次の回路の真理値表を作れ all exist C C B Y B Y A A C B A Y L H C B A Y L H もとのゲートの入力(A, B, C)および出力(Y)の論理を 反転 し, all⇔existの入れ替えを行うと,同じ機能となる(ド・モルガン の定理)

15 実際の論理ゲート 74HC00 (2入力NANDゲート 4個入りのIC)

16 ゲート回路の機能を理解する (真理値表の作り方)
ゲート回路の機能を理解する (真理値表の作り方) ゲート回路: 基本ゲートを組合せた回路 W 方針:出力から入力へ,アクティブ になるのはどういうときか,たどる A Z Zがアクティブ(L)になるのは,入力  W, Yが両方アクティブ(L)になるとき Wがアクティブ(L)になるのは,入力 Aがアクティブ(H)になるとき Yがアクティブ(L)になるのは,入力 BまたはCがアクティブ(H)になるとき B Y C (2)W アクティブ (3)Y アクティブ A B C Z H X L X (または*):  don’t care (   ドントケア  )  LでもHでもどっちでもよいことを表す

17 省略形の真理値表を,きちんとした真理値表へ
出力がアクティブにパターンから,埋めていく A B C Z L H A B C Z H X L

18 真理値表を書いてみよう: 多数決回路 3入力 C, B, Aのうち,アクティブ(H)の数が多ければ(2個以上),   出力がアクティブ(H)となる回路 今後,特に断りがない限り,正論理(H=1, L=0)で考える C B A Y L H C B A Y 1 1 2 3 4 5 6 7 C,B,Aの 変化: 符号無し 2進数の 昇順 になる ように 書くこと

19 真理値表⇒組合せ回路 (1): ANDゲートの作成
真理値表で出力Yがアクティブとなる 各行 (①,②,③,④)に対し,ANDゲートを作成. 0の場合,アクティブ-Lとして,1の場合,そのまま, ANDゲートの入力へ接続. C B A C B A Y 1 C=0,B=1,A=1 のときだけ1 1 1 1 C=1,B=0,A=1 のときだけ1 1 1 C=1,B=1,A=0 のときだけ1 1 1 C=1,B=1,A=1 のときだけ1 1 1 回路図の基本ルール: 接続されている配線には,黒丸を描く

20 真理値表⇒組合せ回路 (2): ORゲートの作成
各ANDゲートの出力を,ORゲートに入力する C B A C B A Y 1 1 ①,②,③,④ どれかが1の とき,1となる 1 1 1 Y 1 1 回路が真理値表通り に動作するか, チェックしてみよう! 1 1 1 この方法で,任意の真理値表から,組合せ回路が設計可能!

21 NOTゲートを使った場合の回路図 C B A C B A C B A Y 1 Y ① 1 1 1 ② ① 1 1 ③ ② 1 ③ 1 ④ ④
1 1 1 1 1 Y 1 1 1 1 1

22 まとめ 組合せ回路 入出力信号 入力パターンの組合せで出力が決まる 真理値表で、機能を表現可能
正論理(アクティブ-H),負論理(アクティブ-L) 入力パターンの組合せで出力が決まる 真理値表で、機能を表現可能 基本論理ゲート (AND, OR, NOT, NAND, NOR) 真理値表から、組合せ回路を設計する方法を説明 簡単に設計可能 AND, OR, NOTゲートで実現

23 講義の復習・宿題 復習: このPPTを復習する 演習問題 を解く レポート用紙上部に,学番,学年クラス,名前を記入


Download ppt "第2回 真理値表,基本ゲート, 組合せ回路の設計"

Similar presentations


Ads by Google