La technologie humaine a atteint son apogée avec les systèmes numériques.
Un microcontrôleur ou un microprocesseur est généralement utilisé dans de tels systèmes, qui stockent, traitent et transmettent des données sous forme numérique.
Les circuits numériques fournissent et reçoivent des données en chiffres binaires (1 et 0).
De plus, les portes logiques ont jeté les bases de la masse de circuits logiques numériques qui existent aujourd'hui.
Les ordinateurs sont devenus un élément essentiel de la vie quotidienne car ils peuvent accomplir un large éventail de tâches et d'opérations en très peu de temps.
L'une des responsabilités les plus importantes du processeur d'un ordinateur est de mener des processus logiques à l'aide de matériel tel que des circuits intégrés, des technologies logicielles et des circuits électriques.
Les ordinateurs utilisent des chiffres binaires plutôt que des chiffres numériques pour des opérations simples. Les portes logiques font toutes les opérations.
Qu'est-ce qu'une porte logique ?
Une porte logique est un composant de circuits numériques qui sert de bloc de construction.
Ils effectuent des opérations logiques essentielles dans les circuits numériques. Les portes logiques sont utilisées dans presque tous les équipements technologiques que nous utilisons de nos jours.
Les portes logiques, par exemple, peuvent être trouvées sur les appareils mobiles, les tablettes et les dispositifs de mémoire.
Les portes logiques d'un circuit prennent des décisions basées sur un mélange de signaux numériques envoyés dans ses entrées. La grande majorité des portes logiques ont deux entrées et une sortie.
Pour construire des portes logiques, l'algèbre booléenne est utilisée. A tout moment, chaque terminal est dans l'un des deux états binaires : faux ou vrai.
False est égal à zéro, alors que true est égal à un. La sortie binaire sera différente en fonction du type de porte logique utilisée et du mélange d'entrées.
Une porte logique est similaire à un interrupteur d'éclairage en ce que la sortie est désactivée dans une position et activée dans l'autre. Les portes logiques sont fréquemment utilisées dans les circuits intégrés (CI).
Quels sont les différents types de portes logiques ?
Les portes logiques sont classées en sept types :
- ET
- OR
- ne pas
- NOR
- NON
- GRATUIT
- XNOR
Maintenant, plongeons profondément dans chacun d'eux.
1. Porte ET
C'est une porte logique à son niveau le plus élémentaire. Deux types d'entrées sont disponibles : 0 et 1.
Son fonctionnement est identique à celui de l'opérateur « et ». Si toutes les entrées de la porte ont la même valeur (true), le résultat est 1, sinon 0 est délivré lorsque l'une des entrées a la même valeur (false).
Expression
Y = AB
Diagramme
Table de vérité
A | B | Sortie |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
2. Porte OU
Les portes OU ont deux entrées ou plus et sont un type de porte logique.
Cependant, il ne peut produire qu'une seule sortie à la fois. Selon l'algèbre, la porte OU produit la somme des données d'entrée.
La sortie de la porte OU est normalement vraie (1) lorsqu'au moins une de ses entrées est vraie ; sinon, le résultat est zéro.
Expression
Y = A+B
Diagramme
Table de vérité
A | B | Sortie |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
3. PAS de porte
Il ne peut avoir qu'une seule entrée et une seule sortie à la fois. Les portes NOT, en revanche, sont couramment utilisées pour générer une sortie plutôt qu'une entrée.
Le résultat est 0 si l'entrée de la porte NOT est 1 ; si l'entrée est 0, le résultat est 1.
En raison de sa fonction, il est également connu sous le nom d'onduleur. La porte NOT est parfois connue sous le nom de porte unaire en raison du nombre clair d'entrées totales.
Expression
O=A'
Diagramme
Table de vérité
Entrée (A) | Sortie (PAS A) |
0 | 1 |
1 | 0 |
4. Porte NOR
Il est composé de portes OU et NON. La porte NOR est l'opposé polaire de la porte OU en termes de fonctionnement.
À tout moment, la porte NOR peut avoir deux entrées ou plus mais une seule sortie. Lorsque toutes les entrées sont à zéro, la porte NOR renvoie 1 ; cependant, si l'une des entrées est un (1), la sortie est zéro (0).
Expression
Y=(A+B)'
Diagramme
Table de vérité
A | B | Sortie |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
5. Porte NAND
Il s'agit d'une combinaison d'une porte ET et d'une porte NON qui peut accepter deux entrées ou plus en même temps mais n'en sort qu'une seule.
La méthode de la porte NAND est l'inverse de celle de la porte ET. Lorsque l'une des entrées de la porte NAND est à 0, la sortie 1 est obtenue ; sinon, la sortie est toujours 0.
Expression
Y=(AB)'
Diagramme
Table de vérité
A | B | Sortie |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
6. Porte XOR
La porte OU exclusif, souvent connue sous le nom de porte "Ex-OR", est une porte logique numérique qui prend plus de deux entrées mais ne produit qu'une seule valeur.
La sortie de la porte XOR est "1" si l'une des entrées est "1". Le résultat est '0' si les deux entrées sont '1'. Le résultat est '0' si les deux entrées sont '0'.
Expression
Y=A'.B+A.B'
Diagramme
Table de vérité
A | B | Sortie |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
7. Porte XNOR
La porte Exclusive-NOR, souvent connue sous le nom de porte "EX-NOR", est une porte logique numérique qui prend plus de deux entrées mais n'en sort qu'une seule.
Si les deux entrées sont '1', la sortie de la porte XNOR est '1'. Le résultat est '0' lorsque les deux entrées sont '0'. Le résultat sera '0' si l'une des entrées est '0'.
Expression
Y=A.B+A'B'
Diagramme
Table de vérité
A | B | Sortie |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
Utilisations de la porte logique
- Les portes logiques peuvent être couplées de plusieurs façons, et les derniers appareils, satellites et même robots nécessitent un million de ces combinaisons.
- Les portes logiques sont utilisées dans une large gamme d'applications. Les puces (CI) contiennent ces composants, que l'on trouve dans les ordinateurs, les téléphones, les ordinateurs portables et d'autres appareils électroniques.
- Le transfert de données, le calcul et le traitement de données bénéficient tous des portes logiques. Les portes logiques sont largement utilisées dans la logique transistor-transistor et l'électronique CMOS.
- Les alarmes antivol, les avertisseurs sonores, les interrupteurs et les lampadaires utilisent tous des combinaisons de portes logiques simples. Ces portes sont largement utilisées dans une gamme d'industries car elles peuvent choisir de démarrer ou de s'arrêter en fonction de la logique.
Avantages
- Ils sont peu coûteux. En conséquence, ils deviennent très rentables.
- Il a besoin de moins d'électricité.
- Le 0 logique et le 1 logique sont clairement séparés.
- Sert de base à chaque gadget numérique.
- Utilise l'algèbre booléenne pour effectuer des opérations logiques.
Inconvénients
- La réalisation de portes logiques n'est pas concevable dans un système ou une conception de circuit plus sophistiqué car il est difficile de les mettre et de les relier de manière appropriée.
- Une faible tension de fonctionnement est une bonne chose à avoir.
- L'entrée et la sortie sont séparées par une temporisation.
Conclusion
Le passage du courant électrique est géré par une porte logique.
Vous devez lui fournir une entrée, et si le transfert est activé, le courant peut le traverser.
Les critères du flux de courant que vous utilisez en tant que commutateur sont généralement décrits par la porte logique.
Vous pouvez utiliser des portes logiques pour accomplir des opérations binaires telles que l'addition, la multiplication et la division.
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