Человеческие технологии достигли своего апогея благодаря цифровым системам.
В таких системах обычно используется микроконтроллер или микропроцессор, которые хранят, обрабатывают и передают данные в цифровой форме.
Цифровые схемы предоставляют и получают данные в двоичном формате (1 и 0).
Кроме того, логические вентили заложили основу для множества существующих сегодня цифровых логических схем.
Компьютеры стали важным компонентом повседневной жизни, поскольку они могут выполнять широкий спектр работ и операций за очень короткий период времени.
Одной из наиболее важных обязанностей ЦП компьютера является выполнение логических процессов с использованием таких аппаратных средств, как интегральные схемы, программные технологии и электрические схемы.
Компьютеры используют двоичные цифры, а не цифровые цифры для простых операций. Логические элементы выполняют все операции.
Что такое логический вентиль?
Логический вентиль — это компонент цифровых схем, который служит строительным блоком.
Они выполняют важные логические операции в цифровых схемах. Логические элементы используются практически в каждом технологическом оборудовании, которое мы используем в настоящее время.
Например, логические вентили можно найти на мобильных устройствах, планшетах и запоминающих устройствах.
Логические элементы схемы принимают решения на основе набора цифровых сигналов, поступающих на ее входы. Подавляющее большинство логических элементов имеют два входа и один выход.
Для построения логических вентилей используется булева алгебра. В любой момент каждый терминал находится в одном из двух бинарных состояний: false или true.
False равно нулю, тогда как true равно единице. Двоичный выход будет отличаться в зависимости от типа используемого логического элемента и входного микса.
Логический вентиль подобен выключателю света в том, что выход выключен в одном положении и включен в другом. Логические элементы часто используются в интегральных схемах (ИС).
Какие существуют типы логических вентилей?
Логические вентили делятся на семь типов:
- И
- OR
- НЕ
- НИ
- NAND
- XOR
- XNOR
Теперь давайте углубимся в каждый из них.
1. И Ворота
Это логический вентиль на самом базовом уровне. Доступны два вида входных данных: 0 и 1.
Его действие идентично действию оператора «и». Если все входы вентиля имеют одинаковое значение (истина), результат равен 1, в противном случае выдается 0, когда любой из входов имеет одинаковое значение (ложь).
Выражение
Y = АВ
Блок-схема
Таблица правды
A | B | Результат |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
2. Ворота ИЛИ
Элементы ИЛИ имеют два или более входа и являются типом логических элементов.
Однако он может производить только один вывод за раз. Согласно алгебре, вентиль ИЛИ производит сумму входных данных.
Выход вентиля ИЛИ обычно истинен (1), когда хотя бы один из его входов истинен; в противном случае результат равен нулю.
Выражение
Y = А+В
Блок-схема
Таблица правды
A | B | Результат |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
3. НЕ Ворота
Он может иметь только один вход и выход в любой момент времени. Ворота НЕ, с другой стороны, обычно используются для генерации вывода, а не ввода.
Результат равен 0, если вход элемента НЕ равен 1; если вход равен 0, результат равен 1.
Из-за своей функции он также известен как инвертор. Вентиль НЕ иногда называют унарным вентилем из-за явного количества общих входов.
Выражение
Y=А'
Блок-схема
Таблица правды
Вход (А) | Выход (НЕ А) |
0 | 1 |
1 | 0 |
4. Ворота НО
Он состоит из вентилей ИЛИ и НЕ. Ворота ИЛИ-ИЛИ полностью противоположны воротам ИЛИ с точки зрения того, как они функционируют.
В любой момент времени вентиль ИЛИ-ИЛИ может иметь два или более входа, но только один выход. Когда все входы равны нулю, логический элемент ИЛИ-НЕ возвращает 1; однако, если какой-либо из входов равен единице (1), выход равен нулю (0).
Выражение
Y=(А+В)'
Блок-схема
Таблица правды
A | B | Результат |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
5. Ворота И-НЕ
Это комбинация логического элемента И и логического элемента НЕ, которые могут одновременно принимать два или более входных данных, но выводить только один.
Метод логического элемента И-НЕ является обратным по отношению к логическому элементу И. Когда любой из входов логического элемента И-НЕ равен 0, получается выход 1; в противном случае выход всегда равен 0.
Выражение
Y=(АВ)'
Блок-схема
Таблица правды
A | B | Результат |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
6. Ворота исключающего ИЛИ
Исключающее ИЛИ, часто называемый вентилем «Исключающее ИЛИ», представляет собой цифровой логический вентиль, который принимает более двух входов, но выводит только одно значение.
Выход XOR Gate равен «1», если любой из входов равен «1». Результат равен «0», если оба входа равны «1». Результат равен «0», если оба входа равны «0».
Выражение
Y=A'.B+A.B'
Блок-схема
Таблица правды
A | B | Результат |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
7. Исключающие ворота
Exclusive-NOR, часто известный как вентиль EX-NOR, представляет собой цифровой логический вентиль, который принимает более двух входов, но выводит только один.
Если оба входа равны «1», выход XNOR Gate равен «1». Результат равен «0», когда оба входа равны «0». Результат будет «0», если один из входов равен «0».
Выражение
Y=AB+A'B'
Блок-схема
Таблица правды
A | B | Результат |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
Использование логических ворот
- Логические элементы могут быть соединены разными способами, а для новейших устройств, спутников и даже роботов требуется миллион таких комбинаций.
- Логические элементы используются в самых разных приложениях. Микросхемы (ИС) содержат эти компоненты, которые можно найти в компьютерах, телефонах, ноутбуках и других электронных устройствах.
- Передача данных, вычисления и обработка данных — все они выигрывают от логических вентилей. Логические элементы широко используются в транзисторно-транзисторной логике и КМОП-электронике.
- Охранная сигнализация, зуммеры, выключатели и уличные фонари используют простые комбинации логических вентилей. Эти ворота широко используются в различных отраслях, поскольку они могут запускаться или останавливаться в зависимости от логики.
Плюсы
- Они недорогие. В результате они становятся очень рентабельными.
- Ему нужно меньше электричества.
- Логический 0 и логическая 1 четко разделены.
- Служит основой для любого цифрового гаджета.
- Использует булеву алгебру для выполнения логических операций.
Минусы
- Реализация логических вентилей немыслима в более сложной системе или схемотехнике, поскольку их сложно правильно разместить и связать.
- Низкое рабочее напряжение - это хорошо.
- Вход и выход разделены временной задержкой.
Заключение
Поток электрического тока управляется логическим вентилем.
Вы должны предоставить вход для него, и если передача включена, через него может протекать ток.
Критерии для текущего потока, который вы используете в качестве переключателя, обычно описываются логическим вентилем.
Вы можете использовать логические вентили для выполнения бинарных операций, таких как сложение, умножение и деление.
Оставьте комментарий