Cổng logic cho đèn báo hiển thị trạng thái của hai cảm biến

Tôi đã cố gắng trả lời câu hỏi sau đây và tôi cần biết liệu mình có đang đi đúng hướng hay không:

CỔNG LOGIC

Câu 3

Một nhà máy sản xuất sử dụng hai bể chứa một số hóa chất lỏng   được yêu cầu trong một quy trình sản xuất. Mỗi bể có một cảm biến   phát hiện khi mức độ hóa học giảm xuống 25% đầy đủ. Các cảm biến   tạo ra mức 5V cao khi các bể chứa hơn một phần tư   đầy. Khi khối lượng hóa chất trong bể giảm xuống còn một phần tư,   hoặc ít hơn, cảm biến đưa ra mức THẤP là 0V. Nó được yêu cầu rằng một   đi-ốt phát sáng màu xanh lá cây đơn (LED) trên bảng chỉ báo cho thấy   khi nào cả hai xe tăng là ít hơn Hơn một phần tư đầy đủ.

3.1 Hiển thị bảng chân lý

3.2 Suy ra các biểu thức Boolean.

3.3 Hiển thị cách 3 cổng NAND có thể được sử dụng để thực hiện việc này

(Xem xét từ ngữ rất cẩn thận trong câu hỏi này)

Đó là câu hỏi 3.1 và 3.2. Câu cuối cùng của câu hỏi chính là một chút khó khăn. Nó nói "Hiển thị khi cả hai xe tăng chưa đầy 1/4."

Đây là giải pháp của tôi:

• Cả hai đầu vào (cụ thể là Tank A và Tank B) cần phải ở mức THẤP để chỉ ra đầu ra THẤP
• Mạch logic duy nhất thỏa mãn điều trên là mạch OR.
• 0 + 0 = 0; 0 + 1 = 1; 1 + 0 = 1; 1 + 1 = 1
• Từ những điều trên tôi tin rằng các thao tác OR là chính xác, vì A và B đều THẤP và do đó làm cho đầu ra thấp.

Tôi đã xem xét VÀ Mạch nhưng sau đó 0 x 1 = 0 và 1 x 0 = 0. Những thao tác này mâu thuẫn với câu hỏi. Đầu ra chỉ phải hiển thị THẤP khi CẢ HAI đầu vào THẤP .

Do đó, giải pháp của tôi cho 3.1 và 3.2 sẽ là sử dụng cổng OR. Đúng không?

Vì vậy, hãy phá vỡ điều này, từng mảnh một.

Đầu ra chỉ phải hiển thị THẤP khi đầu vào CẢ HAI.

Chúng tôi cũng biết rằng các cảm biến đọc Cao (5V) khi âm lượng bể trên 25%.

| Tank 1 | Tank 2 | Monitor LED |  
|--------|--------|-------------|  
| High   | High   | Lit         |  
| High   | Low    | Lit         |  
| Low    | High   | Lit         |  
| Low    | Low    | Dark        |  

Xin lưu ý : Vì lợi ích của lời giải thích này, chúng tôi giả sử 0 có nghĩa là thấp và 1 có nghĩa là cao. Vì vậy, sơ đồ logic ở trên là "lộn ngược" từ một biểu diễn truyền thống bắt đầu thấp và lặp lại thành cao.

Và nếu chúng ta nhìn vào một cổng AND điển hình, chúng ta thấy rằng chúng ta gần nhưng logic của chúng ta lại ngược.

Vì vậy, hãy giới thiệu cổng KHÔNG:

Nhưng nếu chúng ta đặt cổng KHÔNG sau cổng AND, chúng ta sẽ có một cổng NAND và đó là không phải sơ đồ logic mà chúng ta muốn.

.

Đăng! Điều đó đưa chúng ta trở lại một hình vuông, phải không? Không, không hẳn. Điều gì xảy ra nếu chúng ta sử dụng hai cổng KHÔNG và di chuyển chúng sang phía bên kia của cổng AND?

Điều đó dường như để làm các mẹo! Tín hiệu cao của chúng tôi trở thành Thấp và tín hiệu Thấp của chúng tôi trở thành Cao.

Tôi sẽ cho phép bạn tìm ra các biểu thức đại số cho sơ đồ đó; nó nên là tầm thường để dịch bây giờ.

Phần thú vị là cố gắng thể hiện điều này bằng cách chỉ sử dụng cổng NAND. Mẹo nhỏ là sử dụng cổng NAND làm biến tần và nhận ra rằng logic của chúng ta ngược với điện áp hiện tại.

Nếu chúng ta bố trí ba cổng NAND như thế này:

Và nếu cảm biến của Tank 1 được đưa đến cả hai cổng của U1và cảm biến của Tank 2 được đưa đến cả hai cổng của U2, chúng tôi đang sử dụng tầng đầu tiên của cổng NAND làm bộ biến tần. Nhìn vào sơ đồ logic, chúng ta thấy rằng đèn LED màu xanh lá cây của chúng ta sẽ sáng trong trường hợp chúng ta muốn và không sáng trong trường hợp khi cả hai bể đều dưới 25%.

| Tank 1 | Tank 2 | T1 V | T2 V | !T1 V | !T2 V | 2nd NAND | LED |
|--------|--------|------|------|-------|-------|----------|-----|
| High   | High   | 5    | 5    | 0     | 0     | 5        | Lit |
| High   | Low    | 5    | 0    | 0     | 5     | 5        | Lit |
| Low    | High   | 0    | 5    | 5     | 0     | 5        | Lit |
| Low    | Low    | 0    | 0    | 5     | 5     | 0        |     |

Bạn cũng đã hỏi:

Do đó, giải pháp của tôi cho 3.1 và 3.2 sẽ là sử dụng cổng OR. Tôi sẽ đúng về điều này?

Nhìn vào bảng chân lý, với 0 cho Thấp và 1 cho Cao:

Và điều đó cũng sẽ làm việc. Nhưng sử dụng cổng OR không nhất thiết phải giúp bạn dễ dàng hiểu cách sử dụng cấu hình cổng NAND.

Nếu không có gì khác, bài tập này sẽ giúp bạn hiểu được tính hai mặt trong việc có thể thể hiện logic boolean tích cực và tiêu cực.

Câu hỏi thực sự không đầy đủ, vì nó không chỉ định liệu đèn logic "thấp" hay "cao" hợp lý chiếu sáng đèn LED màu xanh lá cây. Thông thường trong những trường hợp như vậy, bạn phải cho rằng bạn cần một "mức cao" logic để chiếu sáng đèn LED. Do đó, logic của bạn cần tạo ra logic "cao" chỉ khi cả hai đầu vào đều logic "thấp".

Trước hết, hãy cẩn thận chỉ trả lời những gì bạn được hỏi. Điều này sẽ có liên quan trong công việc ở trường của bạn, nhưng cũng trong suốt sự nghiệp chuyên nghiệp của bạn.

Ví dụ: câu hỏi của bạn "Do đó, giải pháp của tôi cho 3.1 [...] sẽ sử dụng cổng OR." không liên quan trong trường hợp câu hỏi 3.1 trong đó bạn chỉ được hỏi bảng sự thật. Như tên của nó, bảng chân lý là một bảng mà bạn đã có một phần.

Ngoài ra, thông thường trong kỹ thuật, câu trả lời cho một câu hỏi sử dụng đầu ra của câu hỏi trước. Cách suy nghĩ này cũng áp dụng cho cuộc sống chuyên nghiệp của bạn, nơi bạn chia các vấn đề [lớn] của mình thành những vấn đề nhỏ hơn dễ quản lý hơn.

Tôi biết tôi không trực tiếp trả lời câu hỏi, nhưng có thể biết liệu bạn có đang đi đúng hướng (và tìm ra lỗi của bạn nếu bạn không) cũng là một khả năng của một kỹ sư.

Do đó, giải pháp của tôi cho 3.1 và 3.2 sẽ là sử dụng cổng OR. Tôi sẽ đúng về điều này?

Nếu đèn LED bật TRÊN khi đầu vào cho đèn LED là THẤP , vậy thì được.

Tôi sẽ cho rằng đó là cách khác (trạng thái CAO sẽ bật đèn LED). Sau đó, bạn sẽ chỉ đảo ngược đầu ra (nghĩa là sử dụng cổng NOR)

Như một lời khuyên, Luật pháp của DeMorgan có thể trở nên tiện dụng khi bạn đang giải quyết điều này.

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

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