Wir kennen bereits die digitalen Schaltzeichen und wollen jetzt verschiedene Beispiele von Kombinationen dieser Schaltzeichen kennenlernen, denn erst das Zusammenschalten der Einzelelemente ergibt das riesige Potential der Digital-Elektronik.

Vorab einige kleine Regeln, die ihr euch unbedingt einprägen solltet:

Die Versorgungsspannung für Digital-ICs liegt meistens bei 5 Volt (4.75V-5.25V). Diese Spannung muß relativ genau eingehalten werden, um die ICs nicht zu zerstören. Für Experimente oder Nachbauten aus diesem Kurs müßt ihr also eine stabilisierte 5 Volt-Spannungsquelle bereitstehen haben.

Es ist zwar erlaubt Eingänge direkt miteinander zu verbinden...

...aber bei Ausgängen ist dieses nicht erlaubt.

Beginnen wir diese Lektion nun mit einem UND-Gatter, dort gibt es am Ausgang 'Q' nur dann eine '1', wenn beide Eingänge auf '1' gesetzt sind.

Kombinieren wir nun zwei UND-Gatter miteinander, wie es die nebenstehende Grafik zeigt, so erscheint am Ausgang 'Q' eine '1', wenn alle drei Eingänge (A, B und C) auf '1' gesetzt werden.

Als nächstes kombinieren wir drei UND-Gatter und auch hier gilt: Erst wenn alle Eingänge (A, B, C und D) auf '1' liegen, erscheint auch am Ausgang 'Q' eine '1'.
Hier seht ihr auch, wie man mehrere Ausgänge richtig verbindet, nämlich über ein zusätzliches Gatter. Nur so bleiben die logischen Funktionen erhalten und die elektrischen Werte im erlaubten Rahmen.

Gehen wir jetzt über zu einer Kombination unterschiedlicher Gatter.

Bei diesem Beispiel ist dem UND-Gatter ein ODER-Gatter nachgeschaltet, was dazu führt, daß am Ausgang 'Q' eine '1' erscheint, wenn an den Eingängen 'A' und 'B' oder am Eingang 'C' eine '1' anliegt.

Dieses Beispiel zeigt eine Kombination aus zwei UND-Gattern und einem ODER-Gatter. Eine '1' am Ausgang erscheint demzufolge dann, wenn 'A' und 'B' oder 'C' und 'D' auf '1' liegen.

Naürlich erscheint auch dann eine '1' am Ausgang, wenn alle Eingänge auf '1' liegen. Das liegt an der ODER-Logik (siehe Wahrheitstabelle bei den digitalen Schaltzeichen). Ist das nicht erwünscht, muß man statt des ODER-Gatters ein EXKLUSIV-ODER-Gatter (XOR) einsetzen.

Jetzt tauschen wir die Gatter einmal aus und sehen uns an, was dabei geschieht:

Eine '1' am Ausgang 'Q' erscheint, wenn an 'A' oder 'B' und an 'C' eine '1' anliegt.
'A' und 'B' also wahlweise, aber 'C' ist unbedingt erforderlich.

Bei diesem Beispiel wird es noch etwas komplizierter.
Eine '1' an 'A' oder 'B' und eine '1' an 'C' oder 'D' führt zu einer '1' am Ausgang 'Q'.

Solche Kombinationen aus mehreren Logik-Gattern werden mit zunehmender Gatteranzahl immer komplizierter und man muß schon sehr gut aufpassen, daß man dabei noch den Überblick behält. Deshalb möchte ich euch an dieser Stelle mal eine kleine Aufgabe stellen:

Zu dem nebenstehenden Schaltbild sollt ihr alle Kombinationen an den Eingängen aufschreiben, die zu einer '1' am Ausgang 'Q' führen. Diese könnt ihr dann mit der Lösung vergleichen.