Človeška tehnologija je z digitalnimi sistemi dosegla svoj vrhunec.
V takih sistemih se običajno uporablja mikrokrmilnik ali mikroprocesor, ki shranjuje, obdeluje in prenaša podatke v digitalni obliki.
Digitalna vezja zagotavljajo in sprejemajo podatke v binarnih števkah (1s in 0s).
Poleg tega so logična vrata postavila temelje za množico digitalnih logičnih vezij, ki obstajajo danes.
Računalniki so postali bistveni sestavni del vsakdanjega življenja, saj lahko v zelo kratkem času opravijo širok nabor nalog in operacij.
Ena najpomembnejših nalog računalniškega CPE je vodenje logičnih procesov z uporabo strojne opreme, kot so integrirana vezja, programske tehnologije in električna vezja.
Računalniki za preproste operacije uporabljajo binarne in ne digitalne števke. Logična vrata izvajajo vse operacije.
Kaj so logična vrata?
Logična vrata so sestavni del digitalnih vezij, ki služijo kot gradnik.
Izvajajo bistvene logične operacije v digitalnem vezju. Logična vrata se uporabljajo v skoraj vsaki tehnološki opremi, ki jo uporabljamo danes.
Logična vrata, na primer, lahko najdete na mobilnih napravah, tablicah in pomnilniških napravah.
Logična vrata vezja sprejemajo odločitve na podlagi mešanice digitalnih signalov, poslanih v njegove vhode. Velika večina logičnih vrat ima dva vhoda in en izhod.
Za konstruiranje logičnih vrat se uporablja Boolean algebra. Vsak terminal je v vsakem trenutku v enem od dveh binarnih stanj: false ali true.
False je enak nič, medtem ko je true enak ena. Binarni izhod se bo razlikoval glede na vrsto uporabljenih logičnih vrat in mešanico vhodov.
Logična vrata so podobna stikalu za luč v tem, da je izhod v enem položaju izklopljen, v drugem pa vklopljen. Logična vrata se pogosto uporabljajo v integriranih vezjih (IC).
Katere so različne vrste logičnih vrat?
Logična vrata so razvrščena v sedem vrst:
- IN
- OR
- NE
- NOR
- NAND
- XOR
- XNOR
Zdaj pa se poglobimo v vsakega od njih.
1. IN Vrata
To so logična vrata na najosnovnejši ravni. Na voljo sta dve vrsti vnosov: 0 in 1.
Njegovo delovanje je identično operaciji "in". Če imajo vsi vhodi vrat enako vrednost (true), je rezultat 1, v nasprotnem primeru se 0 dostavi, ko ima kateri koli vhod enako vrednost (false).
izražanje
Y = AB
Diagram blokov
Tabela resnice
A | B | izhod |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
2. ALI Vrata
Vrata ALI imajo dva ali več vhodov in so vrsta logičnih vrat.
Lahko pa proizvede le en izhod naenkrat. Po algebri vrata ALI ustvarijo vsoto vhodnih podatkov.
Izhod vrat ALI je običajno resničen (1), če je vsaj eden od njegovih vhodov resničen; v nasprotnem primeru je rezultat nič.
izražanje
Y = A+B
Diagram blokov
Tabela resnice
A | B | izhod |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
3. NE Vrata
V vsakem trenutku ima lahko samo en vhod in izhod. NOT vrata se po drugi strani običajno uporabljajo za ustvarjanje izhoda in ne vhoda.
Rezultat je 0, če je vhod vrat NOT 1; če je vnos 0, je rezultat 1.
Zaradi svoje funkcije je znan tudi kot inverter. Vrata NOT so včasih znana kot unarna vrata zaradi jasnega števila skupnih vhodov.
izražanje
Y=A'
Diagram blokov
Tabela resnice
Vhod (A) | Izhod (NE A) |
0 | 1 |
1 | 0 |
4. Vrata NI
Sestavljen je iz vrat ALI in NE. Vrata NOR so polno nasprotje vrat ALI v smislu delovanja.
V vsakem trenutku imajo lahko vrata NOR dva ali več vhodov, vendar samo en izhod. Ko so vsi vhodi enaki nič, vrata NOR vrnejo 1; če pa je kateri od vhodov ena (1), je izhod nič (0).
izražanje
Y=(A+B)'
Diagram blokov
Tabela resnice
A | B | izhod |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
5. Vrata NAND
Je kombinacija vrat IN in vrat NOT, ki lahko hkrati sprejme dva ali več vhodov, oddaja pa samo enega.
Metoda vrat NAND je obratna od metode vrat IN. Ko je eden od vhodov vrat NAND 0, se dobi izhod 1; sicer je izhod vedno 0.
izražanje
Y=(AB)'
Diagram blokov
Tabela resnice
A | B | izhod |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
6. Vrata XOR
Izključno ALI, pogosto znano kot vrata 'Ex-OR', so digitalna logična vrata, ki sprejmejo več kot dva vhoda, vendar oddajo samo eno vrednost.
Izhod vrat XOR je '1', če je kateri od vhodov '1'. Rezultat je '0', če sta oba vhoda '1.' Rezultat je '0', če sta oba vhoda '0.'
izražanje
Y=A'.B+A.B'
Diagram blokov
Tabela resnice
A | B | izhod |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
7. Vrata XNOR
Exclusive-NOR, pogosto znana kot vrata 'EX-NOR', so digitalna logična vrata, ki sprejmejo več kot dva vhoda, a oddajajo samo enega.
Če sta oba vhoda »1«, je izhod vrat XNOR »1«. Rezultat je '0', ko sta oba vhoda '0'. Rezultat bo '0', če je eden od vhodov '0'.
izražanje
Y=A.B+A'B'
Diagram blokov
Tabela resnice
A | B | izhod |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
Uporaba logičnih vrat
- Logična vrata je mogoče povezati na več načinov, najnovejše naprave, sateliti in celo roboti pa zahtevajo milijon teh kombinacij.
- Logična vrata se uporabljajo v številnih aplikacijah. Čipi (IC) vsebujejo te komponente, ki jih najdemo v računalnikih, telefonih, prenosnih računalnikih in drugih elektronskih napravah.
- Prenos podatkov, računanje in obdelava podatkov imajo koristi od logičnih vrat. Logična vrata se v veliki meri uporabljajo v tranzistorsko-tranzistorski logiki in CMOS elektroniki.
- Protivlomni alarmi, brenčala, stikala in ulične luči uporabljajo preproste kombinacije logičnih vrat. Ta vrata se pogosto uporabljajo v različnih panogah, saj se lahko odločijo za začetek ali ustavitev, odvisno od logike.
Prednosti
- So poceni. Posledično postanejo zelo stroškovno učinkoviti.
- Potrebuje manj električne energije.
- Logika 0 in logika 1 sta jasno ločeni.
- Služi kot osnova za vsak digitalni pripomoček.
- Uporablja logično algebro za izvajanje logičnih operacij.
Proti
- Realizacija logičnih vrat ni možna v bolj izpopolnjenem sistemu ali zasnovi vezja, saj jih je težko ustrezno postaviti in povezati.
- Nizka delovna napetost je dobra stvar.
- Vhod in izhod sta ločena s časovno zakasnitvijo.
zaključek
Pretok električnega toka obravnavajo logična vrata.
Zanj morate zagotoviti vhod in če je prenos omogočen, lahko tok teče skozi njega.
Merila za trenutni tok, ki ga uporabljate kot stikalo, so na splošno opisana z logičnimi vrati.
Logična vrata lahko uporabite za izvajanje binarnih operacij, kot so seštevanje, množenje in deljenje.
Pustite Odgovori