La tecnologia humana ha arribat al cim amb els sistemes digitals.
Normalment s'utilitza un microcontrolador o microprocessador en aquests sistemes, que emmagatzemen, processen i transmeten dades en forma digital.
Els circuits digitals proporcionen i reben dades en dígits binaris (1s i 0s).
A més, les portes lògiques van establir les bases per a la massa de circuits lògics digitals que existeixen avui dia.
Els ordinadors s'han convertit en un component essencial de la vida diària, ja que poden realitzar una àmplia gamma de treballs i operacions en un període de temps molt curt.
Una de les responsabilitats més importants de la CPU d'un ordinador és dur a terme processos lògics utilitzant maquinari com ara circuits integrats, tecnologies de programari i circuits elèctrics.
Els ordinadors utilitzen dígits binaris en lloc de dígits digitals per a operacions senzilles. Les portes lògiques fan totes les operacions.
Què és una porta lògica?
Una porta lògica és un component dels circuits digitals que serveix de bloc de construcció.
Realitzen operacions lògiques essencials en circuits digitals. Les portes lògiques s'utilitzen en gairebé tots els equips tecnològics que fem servir avui dia.
Les portes lògiques, per exemple, es poden trobar en dispositius mòbils, tauletes i dispositius de memòria.
Les portes lògiques d'un circuit prenen decisions basades en una barreja de senyals digitals enviats a les seves entrades. La gran majoria de portes lògiques tenen dues entrades i una sortida.
Per construir portes lògiques, s'utilitza àlgebra de Boole. En qualsevol moment, cada terminal es troba en un dels dos estats binaris: fals o vertader.
Fals és igual a zero, mentre que vertader és igual a un. La sortida binària variarà segons el tipus de porta lògica utilitzada i la barreja d'entrada.
Una porta lògica és similar a un interruptor de llum, ja que la sortida s'apaga en una posició i encès a l'altra. Les portes lògiques s'utilitzen freqüentment en circuits integrats (CI).
Quins són els diferents tipus de portes lògiques?
Les portes lògiques es classifiquen en set tipus:
- I
- OR
- NO
- NI
- NAND
- XOR
- XNOR
Ara, aprofundim en cadascun d'ells.
1. I Porta
És una porta lògica en el seu nivell més bàsic. Hi ha dos tipus d'entrades disponibles: 0 i 1.
El seu funcionament és idèntic al de l'operador "i". Si totes les entrades de la porta tenen el mateix valor (true), el resultat és 1, sinó 0 es lliura quan qualsevol de les entrades té el mateix valor (fals).
Expressió
Y = AB
Diagrama de blocs
Taula de la Veritat
A | B | sortida |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
2. O Porta
Les portes OR tenen dues o més entrades i són un tipus de porta lògica.
Tanmateix, només pot produir una sortida a la vegada. Segons l'àlgebra, la porta OR produeix la suma de les dades d'entrada.
La sortida de la porta OR és normalment certa (1) quan almenys una de les seves entrades és certa; en cas contrari, el resultat és zero.
Expressió
Y = A+B
Diagrama de blocs
Taula de la Veritat
A | B | sortida |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
3. NO Porta
Només pot tenir una entrada i una sortida en un moment donat. Les portes NOT, d'altra banda, s'utilitzen habitualment per generar sortida en lloc d'entrada.
El resultat és 0 si l'entrada de la porta NOT és 1; si l'entrada és 0, el resultat és 1.
Per la seva funció, també es coneix com a inversor. La porta NOT de vegades es coneix com la porta unària a causa del nombre clar d'entrades totals.
Expressió
Y=A'
Diagrama de blocs
Taula de la Veritat
Entrada (A) | Sortida (NO A) |
0 | 1 |
1 | 0 |
4. Porta NOR
Està format per portes OR i NOT. La porta NOR és el polar oposat a la porta OR pel que fa a com funciona.
En un moment donat, la porta NOR pot tenir dues o més entrades però només una sortida. Quan totes les entrades són zero, la porta NOR retorna 1; tanmateix, si alguna de les entrades és un (1), la sortida és zero (0).
Expressió
Y=(A+B)'
Diagrama de blocs
Taula de la Veritat
A | B | sortida |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
5. Porta NAND
És una combinació d'una porta AND i una porta NOT que pot acceptar dues o més entrades alhora, però només en surt una.
El mètode de la porta NAND és la inversa del de la porta AND. Quan qualsevol de les entrades de la porta NAND és 0, s'obté la sortida 1; en cas contrari, la sortida sempre és 0.
Expressió
Y=(AB)'
Diagrama de blocs
Taula de la Veritat
A | B | sortida |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
6. Porta XOR
L'Exclusive-OR, sovint coneguda com la porta 'Ex-OR', és una porta lògica digital que pren més de dues entrades però només emet un valor.
La sortida de la porta XOR és "1" si qualsevol de les entrades és "1". El resultat és "0" si les dues entrades són "1". El resultat és "0" si les dues entrades són "0".
Expressió
Y=A'.B+A.B'
Diagrama de blocs
Taula de la Veritat
A | B | sortida |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
7. Porta XNOR
L'Exclusive-NOR, sovint coneguda com la porta 'EX-NOR', és una porta lògica digital que pren més de dues entrades però només en surt una.
Si les dues entrades són "1", la sortida de la XNOR Gate és "1". El resultat és "0" quan les dues entrades són "0". El resultat serà "0" si una de les entrades és "0".
Expressió
Y=A.B+A'B'
Diagrama de blocs
Taula de la Veritat
A | B | sortida |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
Usos de la porta lògica
- Les portes lògiques es poden acoblar de diverses maneres, i els últims dispositius, satèl·lits i fins i tot robots requereixen un milió d'aquestes combinacions.
- Les portes lògiques s'utilitzen en una àmplia gamma d'aplicacions. Els xips (CI) contenen aquests components, que es troben a ordinadors, telèfons, ordinadors portàtils i altres dispositius electrònics.
- La transferència de dades, el càlcul i el processament de dades es beneficien de les portes lògiques. Les portes lògiques s'utilitzen àmpliament en la lògica transistor-transistor i l'electrònica CMOS.
- Les alarmes antirobatoris, els timbres, els interruptors i els enllumenats públics utilitzen combinacions senzilles de portes lògiques. Aquestes portes s'utilitzen àmpliament en una sèrie d'indústries, ja que poden triar començar o aturar-se segons la lògica.
pros
- Són barats. Com a resultat, es tornen altament rendibles.
- Necessita menys electricitat.
- El 0 lògic i l'1 lògic estan clarament separats.
- Serveix com a base per a tots els gadgets digitals.
- Utilitza l'àlgebra de Boole per realitzar operacions lògiques.
Contres
- La realització de la porta lògica no és concebible en un sistema o disseny de circuits més sofisticat, ja que és difícil posar-los i enllaçar-los adequadament.
- Una tensió de funcionament baixa és una bona cosa.
- L'entrada i la sortida estan separades per un retard de temps.
Conclusió
El flux de corrent elèctric és controlat per una porta lògica.
Heu de proporcionar-hi entrada i, si la transferència està habilitada, el corrent pot passar per ella.
Els criteris per al flux de corrent que utilitzeu com a commutador es descriuen generalment per la porta lògica.
Podeu utilitzar portes lògiques per dur a terme operacions binàries com la suma, la multiplicació i la divisió.
Deixa un comentari