Frage:
Logikgatter für eine Anzeigelampe zur Anzeige des Zustands zweier Sensoren
n0t_a_nUmb3R
2015-02-11 18:55:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ich habe versucht, die folgende Frage zu beantworten, und ich muss wissen, ob ich auf dem richtigen Weg bin:

LOGIC GATES

Frage 3

Eine Produktionsanlage verwendet zwei Tanks, um bestimmte flüssige Chemikalien zu lagern, die in einem Herstellungsprozess benötigt werden. Jeder Tank verfügt über einen Sensor, der erkennt, wenn der Chemikalienstand auf 25% des vollen Füllstands abfällt. Die Sensoren erzeugen einen hohen Pegel von 5 V, wenn die Tanks mehr als ein Viertel voll sind. Wenn das Chemikalienvolumen in einem Tank auf ein Viertel oder weniger abfällt, gibt der Sensor einen NIEDRIGEN Pegel von 0 V aus. Es ist erforderlich, dass eine einzelne grüne Leuchtdiode (LED) auf einem Anzeigefeld anzeigt, wenn beide Tanks weniger als ein Viertel voll sind.

3.1 Zeigen Sie die Wahrheitstabelle

3.2 Leiten Sie die Booleschen Ausdrücke ab.

3.3 Zeigen Sie, wie 3 NAND-Gatter verwendet werden können, um dies zu implementieren.

(Betrachten Sie den Wortlaut sehr sorgfältig in dieser Frage)

Es sind die Fragen 3.1 und 3.2. Der letzte Satz der Hauptfrage ist etwas knifflig. Es heißt "Zeigen, wenn beide Tanks weniger als 1/4 voll sind."

Hier ist meine Lösung:

  • Beide Eingänge (nämlich Tank A und Tank B) müssen LOW sein, um einen LOW-Ausgang anzuzeigen
  • Die einzige Logikschaltung, die die oben genannten Anforderungen erfüllt, ist eine ODER-Schaltung.
  • 0 + 0 = 0; 0 + 1 = 1; 1 + 0 = 1; 1 + 1 = 1
  • Aus den obigen Gründen glaube ich, dass ODER-Operationen korrekt sind, da A und B beide NIEDRIG sind und daher die Ausgabe niedrig ist.

Ich habe AND Circuit in Betracht gezogen, aber dann 0 x 1 = 0 und 1 x 0 = 0. Diese Operationen stehen im Widerspruch zur Frage. Der Ausgang darf nur LOW anzeigen, wenn BEIDE Eingänge LOW sind .

Daher würde meine Lösung für 3.1 und 3.2 ein ODER-Gatter verwenden. Ist das richtig?

Anstelle eines Fotos ist es besser, die Frage einzugeben. Fotos sind nicht einfach zu suchen und werden von den Unternehmen, für die sie arbeiten, für einige unserer Benutzer blockiert.
Hier ist unsere noch junge [Hausaufgabenrichtlinie] (http://meta.engineering.stackexchange.com/questions/121/what-should-our-position-be-on-homework-type-questions), FYI. Aber ich denke, Sie haben die Anforderungen erfüllt.
Vier antworten:
#1
+7
user16
2015-02-11 21:07:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Lassen Sie uns dies Stück für Stück aufschlüsseln.

Die Ausgabe darf nur LOW anzeigen, wenn BEIDE Eingänge LOW sind.

Wir wissen auch, dass die Sensoren High (5 V) anzeigen, wenn das Tankvolumen über 25% liegt.

 | Tank 1 | Tank 2 | Monitor LED | | -------- | -------- | ------------- | | Hoch | Hoch | Lit | | Hoch | Niedrig | Lit | | Niedrig | Hoch | Lit | | Niedrig | Niedrig | Dunkel | 

Bitte beachten Sie : Für diese Erklärung gehen wir davon aus, dass 0 niedrig und 1 hoch bedeutet. Das obige Logikdiagramm ist also "verkehrt herum" von einer traditionellen Darstellung, die niedrig beginnt und zu hoch iteriert.

Und wenn wir uns ein typisches UND-Gatter ansehen, stellen wir fest, dass wir nah dran sind aber unsere Logik ist rückwärts.

AND gate logic

Stellen wir also das NOT-Gatter vor:

NOT gate logic

Aber wenn wir Setzen Sie das NOT-Gatter nach unser UND-Gatter. Wir erhalten ein NAND-Gatter und das ist nicht das gewünschte Logikdiagramm.

NAND gate image NAND gate logic.

Dang! das bringt uns zurück zu Punkt eins, richtig? Nein, nicht ganz. Was passiert, wenn wir zwei NICHT-Gatter verwenden und sie auf die andere Seite unseres UND-Gatters verschieben?

Inverted NAND

Das scheint den Trick zu tun! Unsere High-Signale werden Low und unsere Low-Signale werden High.

Ich lasse Sie die algebraischen Ausdrücke für dieses Diagramm erarbeiten. Es sollte trivial sein, jetzt zu übersetzen.


Der lustige Teil versucht, dies nur mit NAND-Gattern auszudrücken. Der Trick besteht darin, das NAND-Gatter als Inverter zu verwenden und zu erkennen, dass unsere Logik von der vorhandenen Spannung rückwärts ist.

Wenn wir die drei NAND-Gatter wie folgt anordnen:

3 NAND gates

Und wenn der Sensor von Tank 1 beiden Gates von U1 zugeführt wird und der Sensor von Tank 2 beiden Gates von U2 verwenden wir die erste Schicht von NAND-Gattern als Inverter. Wenn wir uns das Logikdiagramm ansehen, sehen wir, dass unsere grüne LED in den gewünschten Fällen leuchtet und nicht in dem Fall, in dem beide Tanks unter 25% liegen.

| Tank 1 | Tank 2 | T1 V | T2 V | ! T1 V | ! T2 V | 2. NAND | LED || -------- | -------- | ------ | ------ | ------- | ------- | ---------- | ----- || Hoch | Hoch | 5 | 5 | 0 | 0 | 5 | Leuchtet || Hoch | Niedrig | 5 | 0 | 0 | 5 | 5 | Leuchtet || Niedrig | Hoch | 0 | 5 | 5 | 0 | 5 | Leuchtet || Niedrig | Niedrig | 0 | 0 | 5 | 5 | 0 | | 

Sie haben auch gefragt:

Daher würde meine Lösung für 3.1 und 3.2 ein ODER-Gatter verwenden. Wäre ich in dieser Hinsicht korrekt?

Betrachten Sie die Wahrheitstabelle mit 0 für Niedrig und 1 für Hoch:

OR truth table

Und das würde auch funktionieren. Die Verwendung eines ODER-Gatters führt jedoch nicht unbedingt dazu, dass Sie leicht verstehen, wie die NAND-Gatterkonfiguration verwendet wird.


Wenn nichts anderes, sollte diese Übung Ihnen helfen, die Dualität beim Ausdrucken zu verstehen positive und negative boolesche Logik.

Das ist richtig. Das OP bat jedoch um einen Hinweis, um das Problem zu lösen.
@np8 - Das habe ich bemerkt. Bitte lesen Sie unsere Meta-Anleitung zu Hausaufgaben. http://meta.engineering.stackexchange.com/questions/121/what-should-our-position-be-on-homework-type-questions "Hinweis" -Antworten sind nicht konstruktiv und passen nicht gut zum StackExchange Q & A-Philosophie. Entweder ist die Frage eine Antwort wert oder nicht. Hinweise schaffen keinen bleibenden Wert für die Website. In diesem Fall zeigte das OP einen Versuch, das Problem zu lösen, und blieb beim Verständnis der Logik hängen. Beachten Sie auch, dass meine Antwort einen anderen Weg eingeschlagen hat als vom OP vorgeschlagen.
#2
+1
Dave Tweed
2015-02-11 19:20:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Die Frage ist tatsächlich unvollständig, da nicht angegeben wird, ob ein logisches "Niedrig" oder ein logisches "Hoch" die grüne LED leuchtet. Normalerweise müssen Sie in solchen Fällen davon ausgehen, dass Sie ein logisches "Hoch" benötigen, um die LED zu beleuchten. Daher muss Ihre Logik nur dann ein logisches "High" generieren, wenn beide Eingänge logisch "Low" sind.

Ja, das ist mir bewusst. Bis ich eine Antwort von meinem Dozenten erhalte, gehe ich davon aus, dass ein LOW (ausgeschaltet) anzeigt, wann beide Eingänge LOW sind. Danke für die Antwort.
#3
+1
gromain
2015-02-11 19:34:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Achten Sie zunächst darauf, nur das zu beantworten, was Sie gefragt werden. Dies ist für Ihre Schularbeit, aber auch für Ihre berufliche Laufbahn relevant.

Zum Beispiel Ihre Frage "Daher würde meine Lösung für 3.1 [...] ein ODER-Gatter verwenden." ist im Fall der 3.1-Frage irrelevant, bei der Ihnen nur die Wahrheitstabelle gestellt wird. Wie der Name schon sagt, ist eine Wahrheitstabelle eine Tabelle, zu der Sie bereits gehören.

In der Regel wird bei der Beantwortung einer Frage die Ausgabe der vorherigen Frage verwendet. Dieses Denkschema gilt auch für Ihr Berufsleben, in dem Sie Ihre [großen] Probleme in kleinere aufteilen, die besser zu bewältigen sind.

Ich weiß, dass ich die Frage nicht direkt beantworte, aber in der Lage bin, zu sehen, ob Sie Auf dem richtigen Weg zu sein (und Ihren Fehler zu finden, wenn Sie es nicht sind), ist auch eine Fähigkeit eines Ingenieurs.

Danke für den Hinweis. Ich wollte nur meine Idee in die Lösung eintragen, um zu überprüfen, ob ich auf dem richtigen Weg bin.
Wenn Sie meinen Ratschlägen folgen, werden Sie feststellen, dass Sie es hauptsächlich sind.
#4
+1
np8
2015-02-11 21:04:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Daher würde meine Lösung für 3.1 und 3.2 ein ODER-Gatter verwenden. Wäre das richtig?

Wenn die LED EIN leuchtet, wenn der Eingang für die LED NIEDRIG ist, dann ja.

Ich würde annehmen, dass es umgekehrt ist (ein HIGH-Zustand würde die LED einschalten). Dann würden Sie einfach die Ausgabe invertieren (dh ein NOR-Gatter verwenden).


Als Hinweis könnte das DeMorgan-Gesetz nützlich sein, wenn Sie dies lösen.

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

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



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
Loading...