Tehnologia umană a atins apogeul cu sistemele digitale.
Un microcontroler sau un microprocesor este de obicei utilizat în astfel de sisteme, care stochează, procesează și transmit date în formă digitală.
Circuitele digitale furnizează și primesc date în cifre binare (1s și 0s).
Mai mult, porțile logice au pus bazele pentru masa de circuite logice digitale care există astăzi.
Calculatoarele au devenit o componentă esențială a vieții de zi cu zi, deoarece pot îndeplini o gamă largă de locuri de muncă și operațiuni într-o perioadă foarte scurtă de timp.
Una dintre cele mai semnificative responsabilități ale procesorului unui computer este de a conduce procese logice folosind hardware cum ar fi circuite integrate, tehnologii software și circuite electrice.
Calculatoarele folosesc cifre binare mai degrabă decât cifre digitale pentru operații simple. Porțile logice fac toate operațiunile.
Ce este o poartă logică?
O poartă logică este o componentă a circuitelor digitale care servește drept bloc de construcție.
Ei efectuează operații logice esențiale în circuitele digitale. Porțile logice sunt folosite în aproape toate echipamentele tehnologice pe care le folosim în prezent.
Porțile logice, de exemplu, pot fi găsite pe dispozitive mobile, tablete și dispozitive de memorie.
Porțile logice ale unui circuit iau decizii pe baza unui amestec de semnale digitale trimise în intrările sale. Marea majoritate a porților logice au două intrări și o ieșire.
Pentru a construi porți logice, se folosește algebra booleană. În orice moment, fiecare terminal se află într-una dintre cele două stări binare: fals sau adevărat.
Fals este egal cu zero, în timp ce adevărat este egal cu unu. Ieșirea binară va diferi în funcție de tipul de poartă logică utilizată și de mixul de intrare.
O poartă logică este similară cu un comutator de lumină prin faptul că ieșirea este oprită într-o poziție și pornită în cealaltă. Porțile logice sunt frecvent utilizate în circuitele integrate (CI).
Care sunt diferitele tipuri de porți logice?
Porțile logice sunt clasificate în șapte tipuri:
- AND
- OR
- NU
- NOR
- NAND
- XOR
- XNOR
Acum, să ne aprofundăm în fiecare dintre ele.
1. ȘI Poarta
Este o poartă logică la cel mai elementar nivel. Există două tipuri de intrări disponibile: 0 și 1.
Funcționarea sa este identică cu cea a operatorului „și”. Dacă toate intrările porții au aceeași valoare (adevărat), rezultatul este 1, altfel 0 este livrat atunci când oricare dintre intrări are aceeași valoare (fals).
Expresie
Y = AB
Diagramă bloc
Tabelul Adevărului
A | B | producție |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
2. SAU Poarta
Porțile SAU au două sau mai multe intrări și sunt un tip de poartă logică.
Totuși, poate produce o singură ieșire la un moment dat. Conform algebrei, poarta SAU produce suma datelor de intrare.
Ieșirea porții SAU este în mod normal adevărată (1) când cel puțin una dintre intrările sale este adevărată; în caz contrar, rezultatul este zero.
Expresie
Y = A+B
Diagramă bloc
Tabelul Adevărului
A | B | producție |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
3. NU Poarta
Poate avea o singură intrare și o ieșire la un moment dat. Porțile NOT, pe de altă parte, sunt utilizate în mod obișnuit pentru a genera ieșire, mai degrabă decât intrare.
Rezultatul este 0 dacă intrarea porții NOT este 1; dacă intrarea este 0, rezultatul este 1.
Datorită funcției sale, este cunoscut și ca invertor. Poarta NOT este uneori cunoscută sub numele de poarta unară din cauza numărului clar de intrări totale.
Expresie
Y=A'
Diagramă bloc
Tabelul Adevărului
Intrare (A) | Ieșire (NU A) |
0 | 1 |
1 | 0 |
4. Poarta NOR
Este format din porți SAU și NU. Poarta NOR este opusul polar al porții SAU în ceea ce privește modul în care funcționează.
În orice moment, poarta NOR poate avea două sau mai multe intrări, dar o singură ieșire. Când toate intrările sunt zero, poarta NOR returnează 1; totuși, dacă oricare dintre intrări este unu (1), ieșirea este zero (0).
Expresie
Y=(A+B)'
Diagramă bloc
Tabelul Adevărului
A | B | producție |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
5. Poarta NAND
Este o combinație între o poartă AND și o poartă NOT care poate accepta două sau mai multe intrări în același timp, dar iese doar una.
Metoda porții NAND este inversa celei porții AND. Când oricare dintre intrările porții NAND este 0, se obține ieșirea 1; în caz contrar, ieșirea este întotdeauna 0.
Expresie
Y=(AB)'
Diagramă bloc
Tabelul Adevărului
A | B | producție |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
6. Poarta XOR
Exclusive-OR, cunoscută adesea sub numele de poarta „Ex-OR”, este o poartă logică digitală care ia mai mult de două intrări, dar emite o singură valoare.
Ieșirea porții XOR este „1” dacă oricare dintre intrări este „1”. Rezultatul este „0” dacă ambele intrări sunt „1”. Rezultatul este „0” dacă ambele intrări sunt „0”.
Expresie
Y=A'.B+A.B'
Diagramă bloc
Tabelul Adevărului
A | B | producție |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
7. Poarta XNOR
Exclusive-NOR, cunoscută adesea sub numele de poarta „EX-NOR”, este o poartă logică digitală care ia mai mult de două intrări, dar iese doar una.
Dacă ambele intrări sunt „1”, ieșirea porții XNOR este „1”. Rezultatul este „0” când ambele intrări sunt „0”. Rezultatul va fi „0” dacă una dintre intrări este „0”.
Expresie
Y=A.B+A'B'
Diagramă bloc
Tabelul Adevărului
A | B | producție |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
Utilizări ale porții logice
- Porțile logice pot fi cuplate în mai multe moduri, iar cele mai recente dispozitive, sateliți și chiar roboți necesită un milion din aceste combinații.
- Porțile logice sunt utilizate într-o gamă largă de aplicații. Cipurile (IC) conțin aceste componente, care se găsesc în computere, telefoane, laptopuri și alte dispozitive electronice.
- Transferul de date, calculul și procesarea datelor beneficiază toate de porțile logice. Porțile logice sunt utilizate pe scară largă în logica tranzistor-tranzistor și în electronica CMOS.
- Alarme antiefracție, sonerie, întrerupătoare și lumini stradale folosesc toate combinații simple de porți logice. Aceste porți sunt utilizate pe scară largă într-o serie de industrii, deoarece pot alege să pornească sau să se oprească în funcție de logică.
Pro-uri
- Sunt ieftine. Ca rezultat, ele devin extrem de rentabile.
- Are nevoie de mai puțină energie electrică.
- 0 logic și 1 logic sunt clar separate.
- Servește drept bază pentru fiecare gadget digital.
- Utilizează algebra booleană pentru a efectua operații logice.
Contra
- Realizarea unei porți logice nu este de conceput într-un sistem sau un design de circuit mai sofisticat, deoarece este dificil să le puneți și să le conectați în mod corespunzător.
- Tensiunea de funcționare scăzută este un lucru bun.
- Intrarea și ieșirea sunt separate printr-o întârziere.
Concluzie
Fluxul de curent electric este gestionat de o poartă logică.
Trebuie să îi oferiți intrare și, dacă transferul este activat, curentul poate circula prin el.
Criteriile pentru fluxul de curent pe care îl utilizați ca comutator sunt, în general, descrise de poarta logică.
Puteți folosi porți logice pentru a realiza operații binare precum adunarea, înmulțirea și împărțirea.
Lasă un comentariu