Lidská technologie dosáhla svého vrcholu s digitálními systémy.
Mikrokontrolér nebo mikroprocesor se typicky používá v takových systémech, které ukládají, zpracovávají a přenášejí data v digitální formě.
Digitální obvody poskytují a přijímají data v binárních číslicích (1s a 0s).
Logická hradla navíc položila základy množství digitálních logických obvodů, které dnes existují.
Počítače se staly nezbytnou součástí každodenního života, protože mohou vykonávat širokou škálu pracovních míst a operací ve velmi krátkém čase.
Jednou z nejdůležitějších povinností CPU počítače je provádět logické procesy pomocí hardwaru, jako jsou integrované obvody, softwarové technologie a elektrické obvody.
Počítače pro jednoduché operace používají spíše binární číslice než číslice digitální. Logické brány provádějí všechny operace.
Co je to logické hradlo?
Logické hradlo je součást digitálních obvodů, která slouží jako stavební blok.
Provádějí základní logické operace v digitálních obvodech. Logická hradla se používají téměř v každém technologickém zařízení, které v dnešní době používáme.
Logické brány lze například nalézt na mobilních zařízeních, tabletech a paměťových zařízeních.
Logická hradla obvodu se rozhodují na základě směsi digitálních signálů odeslaných do jeho vstupů. Naprostá většina logických hradel má dva vstupy a jeden výstup.
Ke konstrukci logických hradel se používá Booleova algebra. V každém okamžiku je každý terminál v jednom ze dvou binárních stavů: nepravda nebo pravda.
False se rovná nule, zatímco true se rovná jedné. Binární výstup se bude lišit podle typu použitého logického hradla a vstupního mixu.
Logické hradlo je podobné vypínači světla v tom, že výstup je v jedné poloze vypnutý a ve druhé zapnutý. Logická hradla se často používají v integrovaných obvodech (IC).
Jaké jsou různé typy logických hradel?
Logické brány jsou rozděleny do sedmi typů:
- A AUTOMATIZACI
- OR
- NENÍ
- NOR
- NAND
- XOR
- XNOR
Nyní se pojďme hlouběji ponořit do každého z nich.
1. A Brána
Je to logická brána na své nejzákladnější úrovni. K dispozici jsou dva druhy vstupů: 0 a 1.
Jeho funkce je shodná s funkcí operátoru „a“. Pokud všechny vstupy brány mají stejnou hodnotu (true), výsledek je 1, jinak je doručena 0, když kterýkoli ze vstupů má stejnou hodnotu (false).
Výraz
Y = AB
Blokové schéma
Tabulka pravdy
A | B | Výstup |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
2. NEBO Brána
Hradla OR mají dva nebo více vstupů a jsou typem logického hradla.
Může však produkovat pouze jeden výstup najednou. Podle algebry vytváří hradlo OR součet vstupních dat.
Výstup hradla OR je normálně pravdivý (1), když je alespoň jeden z jeho vstupů pravdivý; jinak je výsledek nula.
Výraz
Y = A+B
Blokové schéma
Tabulka pravdy
A | B | Výstup |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
3. NE Brána
V daném okamžiku může mít pouze jeden vstup a výstup. Na druhou stranu brány NOT se běžně používají ke generování výstupu spíše než vstupu.
Výsledek je 0, pokud je vstup brány NOT 1; pokud je vstup 0, výsledek je 1.
Díky své funkci je také známý jako invertor. Brána NOT je někdy známá jako unární brána kvůli jasnému počtu celkových vstupů.
Výraz
Y=A'
Blokové schéma
Tabulka pravdy
Vstup (A) | Výstup (NE A) |
0 | 1 |
1 | 0 |
4. NOR Brána
Skládá se z obou bran OR a NOT. Brána NOR je polárním opakem brány OR, pokud jde o to, jak funguje.
V každém daném okamžiku může mít hradlo NOR dva nebo více vstupů, ale pouze jeden výstup. Když jsou všechny vstupy nulové, hradlo NOR vrátí 1; pokud je však některý ze vstupů jedna (1), výstup je nula (0).
Výraz
Y=(A+B)'
Blokové schéma
Tabulka pravdy
A | B | Výstup |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
5. Brána NAND
Jde o kombinaci hradla AND a hradla NOT, které mohou přijímat dva nebo více vstupů současně, ale vydávají pouze jeden.
Metoda brány NAND je inverzní k metodě brány AND. Když je některý ze vstupů brány NAND 0, získá se výstup 1; jinak je výstup vždy 0.
Výraz
Y=(AB)'
Blokové schéma
Tabulka pravdy
A | B | Výstup |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
6. Brána XOR
Hradlo Exclusive-OR, často známé jako hradlo „Ex-OR“, je digitální logické hradlo, které zabírá více než dva vstupy, ale vydává pouze jednu hodnotu.
Výstup brány XOR je „1“, pokud je některý ze vstupů „1“. Výsledek je „0“, pokud jsou oba vstupy „1“. Výsledek je „0“, pokud jsou oba vstupy „0“.
Výraz
Y=A'.B+A.B'
Blokové schéma
Tabulka pravdy
A | B | Výstup |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
7. Brána XNOR
Hradlo Exclusive-NOR, často známé jako hradlo „EX-NOR“, je digitální logické hradlo, které zabírá více než dva vstupy, ale na výstupu pouze jeden.
Pokud jsou oba vstupy '1,' výstup brány XNOR je '1.' Výsledek je '0', když jsou oba vstupy '0'. Výsledek bude „0“, pokud je jeden ze vstupů „0“.
Výraz
Y=A.B+A'B'
Blokové schéma
Tabulka pravdy
A | B | Výstup |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
Použití logické brány
- Logická hradla lze propojit mnoha způsoby a nejnovější zařízení, satelity a dokonce i roboti vyžadují milion těchto kombinací.
- Logická hradla se používají v široké škále aplikací. Čipy (IC) obsahují tyto součásti, které se nacházejí v počítačích, telefonech, noteboocích a dalších elektronických zařízeních.
- Přenos dat, výpočty a zpracování dat – to vše těží z logických hradel. Logická hradla jsou široce používána v tranzistorově-tranzistorové logice a CMOS elektronice.
- Alarmy proti vloupání, bzučáky, spínače a pouliční osvětlení používají jednoduché logické kombinace hradel. Tyto brány jsou široce používány v řadě průmyslových odvětví, protože si mohou vybrat, zda se spustí nebo zastaví v závislosti na logice.
Klady
- Jsou levné. Díky tomu se stávají vysoce nákladově efektivními.
- Potřebuje méně elektřiny.
- Logická 0 a logická 1 jsou jasně odděleny.
- Slouží jako základ pro každý digitální gadget.
- K provádění logických operací používá booleovskou algebru.
Nevýhody
- Realizace logických hradel není myslitelná v sofistikovanějším systému nebo návrhu obvodu, protože je obtížné je vhodně umístit a propojit.
- Nízké provozní napětí je dobrá věc.
- Vstup a výstup jsou odděleny časovým zpožděním.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Tok elektrického proudu je řešen logickým hradlem.
Musíte mu poskytnout vstup, a pokud je přenos povolen, může jím protékat proud.
Kritéria pro tok proudu, který používáte jako přepínač, jsou obecně popsána logickým hradlem.
Logická hradla můžete použít k provádění binárních operací, jako je sčítání, násobení a dělení.
Napsat komentář