A tecnologia humana atingiu seu auge com os sistemas digitais.
Um microcontrolador ou microprocessador é normalmente usado em tais sistemas, que armazenam, processam e transmitem dados em formato digital.
Os circuitos digitais fornecem e recebem dados em dígitos binários (1s e 0s).
Além disso, as portas lógicas lançaram as bases para a massa de circuitos lógicos digitais que existem hoje.
Os computadores tornaram-se um componente essencial da vida diária, pois podem realizar uma ampla gama de trabalhos e operações em um período muito curto de tempo.
Uma das responsabilidades mais significativas da CPU de um computador é conduzir processos lógicos usando hardware como circuitos integrados, tecnologias de software e circuitos elétricos.
Os computadores usam dígitos binários em vez de dígitos digitais para operações simples. As portas lógicas fazem todas as operações.
O que é uma porta lógica?
Uma porta lógica é um componente de circuitos digitais que serve como um bloco de construção.
Eles realizam operações lógicas essenciais em circuitos digitais. As portas lógicas são utilizadas em quase todos os equipamentos tecnológicos que usamos hoje em dia.
As portas lógicas, por exemplo, podem ser encontradas em dispositivos móveis, tablets e dispositivos de memória.
As portas lógicas de um circuito tomam decisões com base em uma mistura de sinais digitais enviados para suas entradas. A grande maioria das portas lógicas tem duas entradas e uma saída.
Para construir portas lógicas, a álgebra booleana é empregada. A qualquer momento, cada terminal está em um dos dois estados binários: falso ou verdadeiro.
Falso é igual a zero, enquanto verdadeiro é igual a um. A saída binária será diferente com base no tipo de porta lógica usada e no mix de entrada.
Uma porta lógica é semelhante a um interruptor de luz, pois a saída é desligada em uma posição e ligada na outra. As portas lógicas são frequentemente usadas em circuitos integrados (ICs).
Quais são os diferentes tipos de portas lógicas?
As portas lógicas são classificadas em sete tipos:
- E
- OR
- NÃO
- NOR
- NAND
- XOR
- XNOR
Agora, vamos mergulhar fundo em cada um deles.
1. E Portão
É uma porta lógica em seu nível mais básico. Existem dois tipos de entradas disponíveis: 0 e 1.
Seu funcionamento é idêntico ao do operador “e”. Se todas as entradas da porta tiverem o mesmo valor (true), o resultado será 1, senão 0 será entregue quando qualquer uma das entradas tiver o mesmo valor (false).
Expressão
Y = AB
Diagrama de bloco
Mesa da Verdade
A | B | saída |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
2. Portão OU
As portas OR têm duas ou mais entradas e são um tipo de porta lógica.
Ele só pode produzir uma saída de cada vez, no entanto. De acordo com a álgebra, a porta OR produz a soma dos dados de entrada.
A saída da porta OR é normalmente verdadeira (1) quando pelo menos uma de suas entradas é verdadeira; caso contrário, o resultado é zero.
Expressão
S = A+B
Diagrama de bloco
Mesa da Verdade
A | B | saída |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
3. NÃO Portão
Ele só pode ter uma entrada e uma saída em um determinado momento. As portas NOT, por outro lado, são comumente usadas para gerar saída em vez de entrada.
O resultado é 0 se a entrada da porta NOT for 1; se a entrada for 0, o resultado será 1.
Devido à sua função, também é conhecido como inversor. A porta NOT às vezes é conhecida como porta Unária devido ao número claro de entradas totais.
Expressão
Y=A'
Diagrama de bloco
Mesa da Verdade
Entrada (A) | Saída (NÃO A) |
0 | 1 |
1 | 0 |
4. Portão NOR
É composto de portas OR e NOT. A porta NOR é o oposto da porta OR em termos de como ela funciona.
A qualquer momento, a porta NOR pode ter duas ou mais entradas, mas apenas uma saída. Quando todas as entradas são zero, a porta NOR retorna 1; no entanto, se qualquer uma das entradas for um (1), a saída será zero (0).
Expressão
Y=(A+B)'
Diagrama de bloco
Mesa da Verdade
A | B | saída |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
5. Porta NAND
É uma combinação de uma porta AND e uma porta NOT que pode aceitar duas ou mais entradas ao mesmo tempo, mas apenas uma saída.
O método da porta NAND é o inverso do da porta AND. Quando qualquer uma das entradas da porta NAND é 0, a saída 1 é obtida; caso contrário, a saída é sempre 0.
Expressão
Y=(AB)'
Diagrama de bloco
Mesa da Verdade
A | B | saída |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
6. Portão XOR
O Exclusive-OR, muitas vezes conhecido como porta 'Ex-OR', é uma porta lógica digital que recebe mais de duas entradas, mas emite apenas um valor.
A saída do XOR Gate é '1' se qualquer uma das entradas for '1'. O resultado é '0' se ambas as entradas forem '1'. O resultado é '0' se ambas as entradas forem '0'.
Expressão
Y=A'.B+A.B'
Diagrama de bloco
Mesa da Verdade
A | B | saída |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
7. Portão XNOR
A Exclusive-NOR, muitas vezes conhecida como porta 'EX-NOR', é uma porta lógica digital que recebe mais de duas entradas, mas apenas uma saída.
Se ambas as entradas forem '1', a saída do XNOR Gate será '1'. O resultado é '0' quando ambas as entradas são '0'. O resultado será '0' se uma das entradas for '0'.
Expressão
Y=A.B+A'B'
Diagrama de bloco
Mesa da Verdade
A | B | saída |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
Usos da porta lógica
- As portas lógicas podem ser acopladas de várias maneiras, e os mais recentes dispositivos, satélites e até robôs exigem um milhão dessas combinações.
- As portas lógicas são usadas em uma ampla gama de aplicações. Chips (ICs) contêm esses componentes, que são encontrados em computadores, telefones, laptops e outros dispositivos eletrônicos.
- A transferência de dados, computação e processamento de dados se beneficiam das portas lógicas. As portas lógicas são usadas extensivamente em lógica transistor-transistor e eletrônica CMOS.
- Alarmes contra roubo, campainhas, interruptores e luzes de rua usam combinações simples de portas lógicas. Essas portas são amplamente utilizadas em uma variedade de indústrias, pois podem optar por iniciar ou parar, dependendo da lógica.
Prós
- Eles são baratos. Como resultado, tornam-se altamente rentáveis.
- Precisa de menos eletricidade.
- A lógica 0 e a lógica 1 estão claramente separadas.
- Serve como base para todos os gadgets digitais.
- Usa álgebra booleana para realizar operações lógicas.
Desvantagens
- A realização de portas lógicas não é concebível em um sistema ou projeto de circuito mais sofisticado, pois é difícil colocá-las e vinculá-las adequadamente.
- Baixa tensão de operação é uma coisa boa de se ter.
- A entrada e a saída são separadas por um atraso de tempo.
Conclusão
O fluxo de corrente elétrica é tratado por uma porta lógica.
Você deve fornecer entrada para ele e, se a transferência estiver habilitada, a corrente poderá fluir através dele.
Os critérios para o fluxo de corrente que você está empregando como switch são geralmente descritos pela porta lógica.
Você pode usar portas lógicas para realizar operações binárias como adição, multiplicação e divisão.
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