Чалавечыя тэхналогіі дасягнулі сваёй вяршыні з лічбавымі сістэмамі.
Мікракантролер або мікрапрацэсар звычайна выкарыстоўваюцца ў такіх сістэмах, якія захоўваюць, апрацоўваюць і перадаюць дадзеныя ў лічбавай форме.
Лічбавыя схемы забяспечваюць і прымаюць даныя ў двайковых лічбах (1 і 0).
Акрамя таго, лагічныя вароты заклалі аснову для масы лічбавых лагічных схем, якія існуюць сёння.
Кампутары сталі важным кампанентам паўсядзённага жыцця, паколькі яны могуць выконваць шырокі спектр задач і аперацый за вельмі кароткі прамежак часу.
Адной з найбольш значных абавязкаў цэнтральнага працэсара кампутара з'яўляецца правядзенне лагічных працэсаў з выкарыстаннем апаратнага забеспячэння, напрыклад, інтэгральных схем, праграмных тэхналогій і электрычных схем.
Кампутары для простых аперацый выкарыстоўваюць двайковыя лічбы, а не лічбавыя. Лагічныя вароты выконваюць усе аперацыі.
Што такое лагічныя вароты?
Лагічны варот - гэта кампанент лічбавых схем, які служыць будаўнічым блокам.
Яны выконваюць асноўныя лагічныя аперацыі ў лічбавых схемах. Лагічныя вароты выкарыстоўваюцца практычна ў кожным тэхналагічным абсталяванні, якое мы выкарыстоўваем у наш час.
Лагічныя вароты, напрыклад, можна знайсці на мабільных прыладах, планшэтах і прыладах памяці.
Лагічныя вароты схемы прымаюць рашэнні на аснове сумесі лічбавых сігналаў, якія пасылаюцца на яе ўваходы. Пераважная большасць лагічных варот мае два ўваходы і адзін выхад.
Для пабудовы лагічных варот выкарыстоўваецца булева алгебра. У любы момант кожны тэрмінал знаходзіцца ў адным з двух бінарных станаў: ілжывы або ісціны.
False роўна нулю, тады як true роўна адзінцы. Двайковы выхад будзе адрознівацца ў залежнасці ад тыпу выкарыстоўванага лагічнага элемента і ўваходнага мікса.
Лагічны варот падобны на выключальнік святла тым, што выхад выключаецца ў адным становішчы і ўключаецца ў іншым. Лагічныя элементы часта выкарыстоўваюцца ў інтэгральных схемах (ІС).
Якія розныя тыпы лагічных варот?
Лагічныя вароты класіфікуюцца на сем тыпаў:
- І
- OR
- НЕ
- NOR
- NAND
- XOR
- XNOR
Зараз давайце паглыбімся ў кожны з іх.
1. І вароты
Гэта лагічныя вароты на самым базавым узроўні. Даступны два віды ўводу: 0 і 1.
Яго праца ідэнтычная працы аператара «і». Калі ўсе ўваходныя даныя гейта маюць аднолькавае значэнне (ісціна), вынік роўны 1, інакш выдаецца 0, калі любы з уводаў мае аднолькавае значэнне (ісціна).
выраз
Y = AB
Блок-схема
Табліца ісціны
A | B | выхад |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
2. АБО вароты
Шлюзы АБО маюць два ці больш уваходаў і з'яўляюцца тыпам лагічных варот.
Аднак ён можа вырабляць толькі адзін выхад за раз. Згодна з алгебрай, варот АБО стварае суму ўваходных даных.
Выхад варот АБО звычайна праўдзівы (1), калі хаця б адзін з яго уваходаў праўдзівы; у адваротным выпадку вынік роўны нулю.
выраз
Y = A+B
Блок-схема
Табліца ісціны
A | B | выхад |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
3. НЕ вароты
Ён можа мець толькі адзін уваход і выхад у любы момант часу. Вароты NOT, з іншага боку, звычайна выкарыстоўваюцца для стварэння вываду, а не ўваходу.
Вынік роўны 0, калі ўвод варот NOT роўны 1; калі ўвод роўны 0, вынік роўны 1.
Дзякуючы сваёй функцыі, ён таксама вядомы як інвертар. Шлюз НЕ часам называюць унарным з-за дакладнай колькасці агульных уваходаў.
выраз
Y=A'
Блок-схема
Табліца ісціны
Уваход (A) | Выхад (НЕ A) |
0 | 1 |
1 | 0 |
4. НІ вароты
Ён складаецца з варот АБО і НЕ. Вароты NOR - гэта полярная супрацьлегласць варотам OR з пункту гледжання таго, як яны функцыянуюць.
У любы момант часу вентылятар NOR можа мець два або больш уваходаў, але толькі адзін выхад. Калі ўсе ўваходныя значэнні роўныя нулю, строб NOR вяртае 1; аднак, калі любы з уваходаў роўны адзінцы (1), выхад роўны нулю (0).
выраз
Y=(A+B)'
Блок-схема
Табліца ісціны
A | B | выхад |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
5. Шлюз NAND
Гэта камбінацыя варот І і НЕ, якая можа прымаць два ці больш уваходных дадзеных адначасова, але выводзіць толькі адзін.
Метад варот NAND адваротны метаду варот AND. Калі любы з уваходаў варот NAND роўны 0, атрымліваецца выхад 1; у адваротным выпадку вывад заўсёды роўны 0.
выраз
Y=(AB)'
Блок-схема
Табліца ісціны
A | B | выхад |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
6. Вароты XOR
Эксклюзіўнае АБО, часта вядомае як "Ex-OR", з'яўляецца лічбавым лагічным элементам, які прымае больш за два ўваходныя сігналы, але выдае толькі адно значэнне.
Выхад XOR Gate роўны «1», калі любы з уваходаў роўны «1». Вынік "0", калі абодва ўваходныя дадзеныя "1". Вынік "0", калі абодва ўваходныя дадзеныя "0".
выраз
Y=A'.B+A.B'
Блок-схема
Табліца ісціны
A | B | выхад |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
7. Брама XNOR
Exclusive-NOR, часта вядомы як "EX-NOR" гейт, - гэта лічбавы лагічны шлюз, які прымае больш за два ўваходы, але выводзіць толькі адзін.
Калі абодва ўваходы роўны «1», выхад брамы XNOR роўны «1». Вынік "0", калі абодва ўваходныя дадзеныя "0". Вынік будзе "0", калі адзін з уводаў "0".
выраз
Y=A.B+A'B'
Блок-схема
Табліца ісціны
A | B | выхад |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
Выкарыстанне лагічных варот
- Лагічныя вароты можна злучыць рознымі спосабамі, і найноўшыя прылады, спадарожнікі і нават робаты патрабуюць мільёна такіх камбінацый.
- Лагічныя шлюзы выкарыстоўваюцца ў шырокім дыяпазоне прымянення. Мікрасхемы (IC) утрымліваюць гэтыя кампаненты, якія знаходзяцца ў кампутарах, тэлефонах, ноўтбуках і іншых электронных прыладах.
- Перадача даных, вылічэнні і апрацоўка даных выйграюць ад лагічных варот. Лагічныя элементы шырока выкарыстоўваюцца ў транзістарна-транзістарнай логіцы і КМОП-электроніцы.
- Ахоўныя сігналізацыі, зуммеры, выключальнікі і вулічныя ліхтары выкарыстоўваюць простыя лагічныя камбінацыі. Гэтыя вароты шырока выкарыстоўваюцца ў розных галінах прамысловасці, паколькі яны могуць выбраць, запусціць або спыніць у залежнасці ад логікі.
Прафесіяналы
- Каштуюць яны нядорага. У выніку яны становяцца вельмі рэнтабельнымі.
- Гэта патрабуе менш электрычнасці.
- Лагічны 0 і лагічны 1 выразна падзеленыя.
- Служыць асновай для кожнага лічбавага гаджэта.
- Выкарыстоўвае булеву алгебру для выканання лагічных аперацый.
мінусы
- Рэалізацыя лагічных варот немагчымая ў больш складанай сістэме або схеме, паколькі іх цяжка змясціць і звязаць адпаведным чынам.
- Нізкае працоўнае напружанне - гэта добра.
- Уваход і выхад падзеленыя затрымкай часу.
заключэнне
Паток электрычнага току разглядаецца з дапамогай лагічнага элемента.
Вы павінны ўвесці ў яго ўваходныя дадзеныя, і калі перадача ўключана, праз яго можа працякаць ток.
Крытэрыі для бягучага патоку, які вы выкарыстоўваеце ў якасці камутатара, звычайна апісваюцца лагічным элементам.
Вы можаце выкарыстоўваць лагічныя вароты для выканання бінарных аперацый, такіх як складанне, множанне і дзяленне.
Пакінуць каментар