Ihmisteknologia on saavuttanut huippunsa digitaalisten järjestelmien myötä.
Tällaisissa järjestelmissä käytetään tyypillisesti mikro-ohjainta tai mikroprosessoria, jotka tallentavat, käsittelevät ja välittävät dataa digitaalisessa muodossa.
Digitaaliset piirit tarjoavat ja vastaanottavat dataa binäärinumeroina (1s ja 0s).
Lisäksi logiikkaportit loivat pohjan nykyään olemassa oleville digitaalisille logiikkapiireille.
Tietokoneista on tullut olennainen osa jokapäiväistä elämää, koska ne voivat suorittaa monenlaisia töitä ja toimintoja hyvin lyhyessä ajassa.
Yksi tietokoneen CPU:n merkittävimmistä tehtävistä on suorittaa loogisia prosesseja käyttämällä laitteistoja, kuten integroituja piirejä, ohjelmistoteknologioita ja sähköpiirejä.
Tietokoneet käyttävät binäärinumeroita digitaalisten numeroiden sijaan yksinkertaisiin toimiin. Logiikkaportit tekevät kaikki toiminnot.
Mikä on logiikkaportti?
Logiikkaportti on digitaalisten piirien osa, joka toimii rakennuspalikkana.
He suorittavat keskeisiä loogisia operaatioita digitaalisissa piireissä. Logiikkaportteja käytetään lähes kaikissa nykyisin käyttämissämme teknologisissa laitteissa.
Logiikkaportteja löytyy esimerkiksi mobiililaitteista, tableteista ja muistilaitteista.
Piirin logiikkaportit tekevät päätöksiä sen tuloihin lähetettyjen digitaalisten signaalien yhdistelmän perusteella. Suurimmalla osalla logiikkaporteista on kaksi tuloa ja yksi lähtö.
Logiikkaporttien rakentamiseen käytetään Boolen algebraa. Jokainen pääte on kerrallaan jossakin kahdesta binääritilasta: epätosi tai tosi.
Epätosi on nolla, kun taas tosi on yksi. Binäärilähtö vaihtelee käytetyn logiikkaportin tyypin ja tulosekoituksen mukaan.
Logiikkaportti on samanlainen kuin valokytkin siinä mielessä, että lähtö on sammutettu yhdessä asennossa ja päällä toisessa. Logiikkaportteja käytetään usein integroiduissa piireissä (IC).
Mitä erilaisia logiikkaportteja on?
Logiikkaportit luokitellaan seitsemään tyyppiin:
- JA
- OR
- ÄLÄ
- NOR
- NAND
- VAPAA
- XNOR
Sukeltakaamme nyt syvälle jokaiseen niistä.
1. JA portti
Se on logiikkaportti yksinkertaisimmalla tasollaan. Saatavilla on kahdenlaisia tuloja: 0 ja 1.
Sen toiminta on identtinen "ja"-operaattorin kanssa. Jos kaikilla portin tuloilla on sama arvo (tosi), tulos on 1, muuten 0 toimitetaan, kun jollakin tulolla on sama arvo (false).
Ilmaisu
Y = AB
Lohkokaavio
Totuustaulukko
A | B | ulostulo |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
2. TAI portti
TAI-porteilla on kaksi tai useampia tuloja ja ne ovat eräänlainen logiikkaportti.
Se voi kuitenkin tuottaa vain yhden tulosteen kerrallaan. Algebran mukaan TAI-portti tuottaa tulotietojen summan.
TAI-portin lähtö on normaalisti tosi (1), kun ainakin yksi sen tuloista on tosi; muuten tulos on nolla.
Ilmaisu
Y = A+B
Lohkokaavio
Totuustaulukko
A | B | ulostulo |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
3. EI porttia
Sillä voi olla vain yksi tulo ja lähtö kerrallaan. NOT-portteja sitä vastoin käytetään yleisesti tuotoksen luomiseen tulon sijaan.
Tulos on 0, jos EI-portin tulo on 1; jos syöte on 0, tulos on 1.
Toimintansa vuoksi se tunnetaan myös invertterinä. NOT-portti tunnetaan joskus Unary-porttina, koska sisääntuloja on selkeästi.
Ilmaisu
Y=A'
Lohkokaavio
Totuustaulukko
Tulo (A) | Lähtö (EI A) |
0 | 1 |
1 | 0 |
4. NOR-portti
Se koostuu sekä TAI- että EI-porteista. NOR-portti on OR-portin vastakohta sen toiminnan suhteen.
Millä tahansa hetkellä NOR-portilla voi olla kaksi tai useampia tuloja, mutta vain yksi lähtö. Kun kaikki tulot ovat nollia, NOR-portti palauttaa arvon 1; kuitenkin, jos jokin tuloista on yksi (1), lähtö on nolla (0).
Ilmaisu
Y=(A+B)'
Lohkokaavio
Totuustaulukko
A | B | ulostulo |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
5. NAND-portti
Se on JA-portin ja EI-portin yhdistelmä, joka voi hyväksyä kaksi tai useampia tuloja samanaikaisesti, mutta tuottaa vain yhden.
NAND-portin menetelmä on AND-portin menetelmän käänteinen. Kun jompikumpi NAND-portin tuloista on 0, saadaan lähtö 1; muuten lähtö on aina 0.
Ilmaisu
Y=(AB)'
Lohkokaavio
Totuustaulukko
A | B | ulostulo |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
6. XOR-portti
Exclusive-OR, joka tunnetaan usein nimellä "Ex-OR"-portti, on digitaalinen logiikkaportti, joka ottaa enemmän kuin kaksi tuloa, mutta antaa vain yhden arvon.
XOR-portin lähtö on "1", jos jompikumpi tuloista on "1". Tulos on "0", jos molemmat tulot ovat "1". Tulos on '0', jos molemmat tulot ovat '0'.
Ilmaisu
Y=A'.B+A.B'
Lohkokaavio
Totuustaulukko
A | B | ulostulo |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
7. XNOR-portti
Exclusive-NOR, joka tunnetaan usein nimellä 'EX-NOR' -portti, on digitaalinen logiikkaportti, joka ottaa enemmän kuin kaksi tuloa, mutta tuottaa vain yhden.
Jos molemmat tulot ovat "1", XNOR-portin lähtö on "1". Tulos on "0", kun molemmat tulot ovat "0". Tulos on "0", jos yksi syötteistä on "0".
Ilmaisu
Y=A.B+A'B'
Lohkokaavio
Totuustaulukko
A | B | ulostulo |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
Logiikkaportin käyttötarkoitukset
- Logiikkaportit voidaan kytkeä useilla tavoilla, ja uusimmat laitteet, satelliitit ja jopa robotit vaativat miljoonan näistä yhdistelmistä.
- Logiikkaportteja käytetään monenlaisissa sovelluksissa. Sirut (ICs) sisältävät näitä komponentteja, joita löytyy tietokoneista, puhelimista, kannettavista tietokoneista ja muista elektronisista laitteista.
- Tiedonsiirto, laskenta ja tietojenkäsittely hyötyvät kaikki logiikkaporteista. Logiikkaportteja käytetään laajalti transistori-transistorilogiikassa ja CMOS-elektroniikassa.
- Murtohälyttimet, summerit, kytkimet ja katuvalot käyttävät kaikki yksinkertaisia logiikkaporttiyhdistelmiä. Näitä portteja käytetään laajalti useilla toimialoilla, koska ne voivat valita käynnistys- tai lopetustoiminnon logiikan mukaan.
Plussat
- Ne ovat edullisia. Tämän seurauksena niistä tulee erittäin kustannustehokkaita.
- Se tarvitsee vähemmän sähköä.
- Logiikka 0 ja logiikka 1 ovat selvästi erotettu toisistaan.
- Toimii perustana jokaiselle digitaaliselle vempaimelle.
- Käyttää Boolen algebraa loogisten operaatioiden suorittamiseen.
MIINUKSET
- Logiikkaportin toteutus ei ole ajateltavissa kehittyneemmässä järjestelmä- tai piirisuunnittelussa, koska niitä on vaikea laittaa ja yhdistää asianmukaisesti.
- Matala käyttöjännite on hyvä asia.
- Tulo ja lähtö on erotettu aikaviiveellä.
Yhteenveto
Sähkövirran virtausta käsittelee logiikkaportti.
Sinun on syötettävä siihen, ja jos siirto on käytössä, virta voi kulkea sen läpi.
Kytkimenä käyttämäsi virtavirran kriteerit kuvataan yleensä logiikkaportilla.
Voit käyttää logiikkaportteja binääritoimintojen, kuten yhteen-, kerto- ja jakolaskujen suorittamiseen.
Jätä vastaus