Ľudská technológia dosiahla svoj vrchol s digitálnymi systémami.
Mikrokontrolér alebo mikroprocesor sa zvyčajne používa v takýchto systémoch, ktoré ukladajú, spracovávajú a prenášajú dáta v digitálnej forme.
Digitálne obvody poskytujú a prijímajú dáta v binárnych čísliciach (1s a 0s).
Okrem toho, logické brány položili základy pre množstvo digitálnych logických obvodov, ktoré dnes existujú.
Počítače sa stali dôležitou súčasťou každodenného života, pretože môžu vykonávať širokú škálu úloh a operácií vo veľmi krátkom čase.
Jednou z najdôležitejších povinností CPU počítača je vykonávať logické procesy pomocou hardvéru, ako sú integrované obvody, softvérové technológie a elektrické obvody.
Počítače na jednoduché operácie používajú skôr binárne ako digitálne číslice. Logické brány vykonávajú všetky operácie.
Čo je to logické hradlo?
Logické hradlo je komponent digitálnych obvodov, ktorý slúži ako stavebný blok.
Vykonávajú základné logické operácie v digitálnych obvodoch. Logické brány sa používajú takmer vo všetkých technologických zariadeniach, ktoré v súčasnosti používame.
Logické brány možno napríklad nájsť na mobilných zariadeniach, tabletoch a pamäťových zariadeniach.
Logické brány obvodu sa rozhodujú na základe kombinácie digitálnych signálov odosielaných do jeho vstupov. Prevažná väčšina logických brán má dva vstupy a jeden výstup.
Na konštrukciu logických brán sa používa booleovská algebra. V každom okamihu je každý terminál v jednom z dvoch binárnych stavov: nepravda alebo pravda.
False sa rovná nule, zatiaľ čo pravda sa rovná jednej. Binárny výstup sa bude líšiť v závislosti od typu použitého logického hradla a vstupného mixu.
Logické hradlo je podobné vypínaču svetla v tom, že výstup je v jednej polohe vypnutý a v druhej zapnutý. Logické brány sa často používajú v integrovaných obvodoch (IC).
Aké sú rôzne typy logických brán?
Logické brány sú rozdelené do siedmich typov:
- A
- OR
- NIE JE
- NOR
- NAND
- XOR
- XNOR
Teraz sa poďme hlboko ponoriť do každého z nich.
1. A Brána
Je to logická brána na svojej najzákladnejšej úrovni. K dispozícii sú dva druhy vstupov: 0 a 1.
Jeho činnosť je identická s funkciou operátora „a“. Ak majú všetky vstupy brány rovnakú hodnotu (pravda), výsledok je 1, inak sa doručí 0, keď má ktorýkoľvek zo vstupov rovnakú hodnotu (nepravda).
vyjadrenie
Y = AB
Bloková schéma
Tabuľka pravdy
A | B | Výkon |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
2. ALEBO Brána
Brány OR majú dva alebo viac vstupov a sú typom logického hradla.
Môže však produkovať iba jeden výstup naraz. Podľa algebry brána OR vytvára súčet vstupných údajov.
Výstup hradla OR je normálne pravdivý (1), keď je aspoň jeden z jeho vstupov pravdivý; inak je výsledok nula.
vyjadrenie
Y = A+B
Bloková schéma
Tabuľka pravdy
A | B | Výkon |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
3. NIE Brána
V danom čase môže mať iba jeden vstup a výstup. Na druhej strane brány NOT sa bežne používajú na generovanie výstupu a nie vstupu.
Výsledok je 0, ak je vstup brány NOT 1; ak je vstup 0, výsledok je 1.
Vďaka svojej funkcii je známy aj ako invertor. Brána NOT je niekedy známa ako unárna brána kvôli jasnému počtu celkových vstupov.
vyjadrenie
Y=A'
Bloková schéma
Tabuľka pravdy
Vstup (A) | Výstup (NIE A) |
0 | 1 |
1 | 0 |
4. NOR Gate
Pozostáva z brán OR a NOT. Brána NOR je polárnym opakom brány OR z hľadiska toho, ako funguje.
V každom danom čase môže mať hradlo NOR dva alebo viac vstupov, ale iba jeden výstup. Keď sú všetky vstupy nulové, hradlo NOR vráti 1; ak je však niektorý zo vstupov jedna (1), výstup je nula (0).
vyjadrenie
Y=(A+B)'
Bloková schéma
Tabuľka pravdy
A | B | Výkon |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
5. Brána NAND
Je to kombinácia brány AND a brány NOT, ktorá môže súčasne akceptovať dva alebo viac vstupov, ale na výstupe je len jeden.
Metóda brány NAND je inverzná k metóde brány AND. Keď je niektorý zo vstupov hradla NAND 0, získa sa výstup 1; inak je výstup vždy 0.
vyjadrenie
Y=(AB)'
Bloková schéma
Tabuľka pravdy
A | B | Výkon |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
6. Brána XOR
Hradlo Exclusive-OR, často známe ako hradlo „Ex-OR“, je digitálne logické hradlo, ktoré zaberá viac ako dva vstupy, ale vydáva iba jednu hodnotu.
Výstup brány XOR je „1“, ak je jeden zo vstupov „1“. Výsledok je „0“, ak sú oba vstupy „1“. Výsledok je „0“, ak sú oba vstupy „0“.
vyjadrenie
Y=A'.B+A.B'
Bloková schéma
Tabuľka pravdy
A | B | Výkon |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
7. Brána XNOR
Hradlo Exclusive-NOR, často známe ako hradlo „EX-NOR“, je digitálne logické hradlo, ktoré má viac ako dva vstupy, ale na výstupe iba jeden.
Ak sú oba vstupy „1“, výstup brány XNOR je „1“. Výsledok je „0“, keď sú oba vstupy „0“. Výsledok bude „0“, ak jeden zo vstupov bude „0“.
vyjadrenie
Y=A.B+A'B'
Bloková schéma
Tabuľka pravdy
A | B | Výkon |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
Použitie logickej brány
- Logické brány môžu byť spojené mnohými spôsobmi a najnovšie zariadenia, satelity a dokonca aj roboty vyžadujú milión týchto kombinácií.
- Logické brány sa používajú v širokej škále aplikácií. Čipy (IC) obsahujú tieto komponenty, ktoré sa nachádzajú v počítačoch, telefónoch, notebookoch a iných elektronických zariadeniach.
- Prenos dát, výpočty a spracovanie dát profitujú z logických brán. Logické hradla sa vo veľkej miere používajú v tranzistorovo-tranzistorovej logike a elektronike CMOS.
- Alarmy proti vlámaniu, bzučiaky, spínače a pouličné osvetlenie používajú jednoduché logické kombinácie brán. Tieto brány sú široko používané v rôznych priemyselných odvetviach, pretože sa môžu rozhodnúť spustiť alebo zastaviť v závislosti od logiky.
Pros
- Sú lacné. V dôsledku toho sa stávajú vysoko nákladovo efektívnymi.
- Potrebuje menej elektriny.
- Logická 0 a logická 1 sú jasne oddelené.
- Slúži ako základ pre každý digitálny gadget.
- Používa booleovskú algebru na vykonávanie logických operácií.
Zápory
- Realizácia logických hradel nie je mysliteľná v sofistikovanejšom systéme alebo návrhu obvodov, pretože je ťažké ich správne umiestniť a prepojiť.
- Nízke prevádzkové napätie je dobrá vec.
- Vstup a výstup sú oddelené časovým oneskorením.
záver
Tok elektrického prúdu je riešený logickým hradlom.
Musíte mu poskytnúť vstup a ak je prenos povolený, môže cez neho pretekať prúd.
Kritériá pre tok prúdu, ktorý používate ako prepínač, sú vo všeobecnosti opísané logickým hradlom.
Logické brány môžete použiť na vykonávanie binárnych operácií, ako je sčítanie, násobenie a delenie.
Nechaj odpoveď