Основные понятия логического управления.

Логические уровни.

В современной технике наибольшее распространение получила двоичная логика. Она подразумевает наличие у объекта двух фиксированных состояний. Условно они называются включено и выключено, или ON и OFF в англоязычном варианте. В классической логике этим двум состояниям присваивают несколько иные обозначения. Активное или включенное состояние называют «Истина», неактивное или выключенное – «Ложь». Также можно встретить вариант двоичного кодирования, в котором активное состояние обозначается «1», не активное – «0».

Физическая природа каждого логического состояния зависит от области ее применения. В уже упоминавшемся примере с лампочкой, наличие светового потока от последней будет соответствовать активному, включенному состоянию, а отсутствие – выключенному. Для электромагнитного клапана активным состоянием будет открытый канал, неактивным – соответственно закрытый. Но чаще всего логические уровни связаны с процессами в электрических цепях. В этом случае наличие напряжения принимают за «1», отсутствие за «0». Так как величина напряжения – вещь не постоянная, зависящая от огромного числа факторов, для каждого состояния используют не фиксированное значение, а какой-либо диапазон. Если уровень электрического сигнала попадает в этот диапазон, то считается что сигнал имеет определенное логическое значение.

Все что было описано выше носит название прямой логики. Она наиболее понятна и естественна, но встречается также и вариант обратной логики. Ее основное отличие – смена обозначений уровней сигналов. «Истинным» здесь будет являться отсутствие сигнала, «ложным» – его наличие.

Логические элементы.

Сами по себе логические сигналы не представляют особого интереса. Более важным оказывается преобразование и передача сигналов внутри системы. При этом часто нельзя использовать простые варианты схем. Так, соединение двух проводников с одинаковыми напряжениями приведет только к искажению логической информации, хотя электрическая цепь может работать правильно. На помощь приходят логические элементы, основной задачей которых является преобразование логических сигналов. Далее будут рассмотрены базовые логические функции.

Все логические элементы имеют общие черты. Так у каждого из них должны быть один или несколько входов и один или несколько выходов. Входом, в данном случае, является приемник логического сигнала, выходом – формирователь. Физически это могут быть самые различные устройства, имеющие два фиксированных состояния. Часто реальная природа входных и выходных сигналов может быть различна. В качестве примера можно рассмотреть элемент НЕ. Данный логический элемент выполняет инверсию сигнала, то есть если на его вход подается высокий логический уровень, на выходе будет низкий и наоборот. Электротехнический аналог элемента НЕ представляет собой ключ с нормально замкнутым контактом. Входом здесь является состояние ключа, выходом наличие электрической цепи. В исходном состоянии такой ключ замкнут. Так как исходное состояние – состояние в котором к ключу не приложено внешнее воздействие, то оно обозначается как «0». Соответственно если к ключу приложено какое-либо воздействие, то это состояние будет обозначено – «1». В исходном, или нулевом состоянии нормально-замкнутого элемента электрическая цепь замкнута и создан путь протекания тока. Но наличие тока есть высокое логическое состояние. В итоге на входе ключа – «0», на выходе – «1».