Людські технології досягли своєї вершини завдяки цифровим системам.
У таких системах, які зберігають, обробляють і передають дані в цифровій формі, зазвичай використовується мікроконтролер або мікропроцесор.
Цифрові схеми надають і отримують дані в двійкових цифрах (1s і 0s).
Крім того, логічні вентилі заклали основу для маси цифрових логічних схем, які існують сьогодні.
Комп’ютери стали невід’ємним компонентом повсякденного життя, оскільки вони можуть виконувати широкий спектр робіт і операцій за дуже короткий період часу.
Однією з найважливіших обов’язків ЦП комп’ютера є проведення логічних процесів за допомогою такого обладнання, як інтегральні схеми, програмні технології та електричні схеми.
Комп’ютери використовують двійкові цифри, а не цифрові для простих операцій. Усі операції виконують логічні вентилі.
Що таке логічний вентиль?
Логічний елемент є компонентом цифрових схем, який служить будівельним блоком.
Вони виконують основні логічні операції в цифрових схемах. Логічні вентилі використовуються практично в кожному технологічному обладнанні, яке ми використовуємо сьогодні.
Логічні вентилі, наприклад, можна знайти на мобільних пристроях, планшетах і пристроях пам’яті.
Логічні елементи схеми приймають рішення на основі комбінації цифрових сигналів, що надходять на її входи. Переважна більшість логічних вентилів мають два входи та один вихід.
Для побудови логічних вентилів використовується булева алгебра. У будь-який момент часу кожен термінал знаходиться в одному з двох двійкових станів: false або true.
False дорівнює нулю, тоді як true дорівнює одиниці. Двійковий вихід буде відрізнятися залежно від типу використовуваного логічного вентиля та комбінації вхідних даних.
Логічний вентиль подібний до вимикача світла тим, що вихід вимикається в одному положенні і вмикається в іншому. Логічні вентилі часто використовуються в інтегральних схемах (ІС).
Які бувають різні типи логічних вентилів?
Логічні ворота поділяються на сім типів:
- І
- OR
- НЕ
- NOR
- NAND
- XOR
- XNOR
Тепер давайте глибоко зануримося в кожну з них.
1. І Ворота
Це логічні ворота на самому базовому рівні. Доступні два види введення: 0 і 1.
Його дія ідентична операції оператора «і». Якщо всі входи шлюза мають однакове значення (true), результат дорівнює 1, інакше 0 доставляється, коли будь-який з входів має однакове значення (false).
вираз
Y = AB
Блок-схема
Таблиця правди
A | B | Вихід |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
2. АБО Ворота
Затвори АБО мають два або більше входів і є типом логічних вентилів.
Однак він може виробляти лише один вихід за раз. Відповідно до алгебри, вентиль АБО виробляє суму вхідних даних.
Вихід шлюза АБО зазвичай є істинним (1), коли принаймні один з його вхідних даних є істинним; в іншому випадку результат дорівнює нулю.
вираз
Y = A+B
Блок-схема
Таблиця правди
A | B | Вихід |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
3. НЕ Ворота
Він може мати лише один вхід і вихід у будь-який момент часу. З іншого боку, вентилі НЕ зазвичай використовуються для генерування виходу, а не входу.
Результатом є 0, якщо вхід НЕ ворота дорівнює 1; якщо вхід 0, результат 1.
Завдяки своїй функції він також відомий як інвертор. Шлюз НЕ іноді відомий як унарний вентиль через чітку кількість загальної кількості входів.
вираз
Y=A'
Блок-схема
Таблиця правди
Вхід (A) | Вихід (НЕ А) |
0 | 1 |
1 | 0 |
4. Ворота НІ
Він складається з воріт АБО і НЕ. Ворота НІ є полярною протилежністю воріт АБО з точки зору того, як вони функціонують.
У будь-який момент часу вентиль НІ може мати два або більше входів, але тільки один вихід. Коли всі входи дорівнюють нулю, елемент НІ повертає 1; однак, якщо будь-який з входів дорівнює одиниці (1), вихід дорівнює нулю (0).
вираз
Y=(A+B)'
Блок-схема
Таблиця правди
A | B | Вихід |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
5. Ворота NAND
Це комбінація шлюза AND і вентиля НЕ, яка може приймати два або більше входів одночасно, але виводить лише один.
Метод елемента NAND є зворотним до методу вентиля І. Коли будь-який з входів елемента NAND дорівнює 0, виходить 1; інакше вихід завжди дорівнює 0.
вираз
Y=(AB)'
Блок-схема
Таблиця правди
A | B | Вихід |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
6. Ворота XOR
Виключне АБО, часто відоме як вентиль «Ех-АБО», є цифровим логічним вентилем, який приймає більше двох входів, але виводить лише одне значення.
Вихід шлюза XOR дорівнює '1', якщо будь-який з входів дорівнює '1'. Результатом є '0', якщо обидва входи дорівнюють '1.' Результатом є '0', якщо обидва входи дорівнюють '0.'
вираз
Y=A'.B+A.B'
Блок-схема
Таблиця правди
A | B | Вихід |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
7. Ворота XNOR
Exclusive-NOR, часто відомий як вентиль EX-NOR, є цифровим логічним вентилем, який приймає більше двох входів, але виводить лише один.
Якщо обидва входи мають значення «1», вихід XNOR Gate дорівнює «1». Результатом є '0', коли обидва входи рівні '0.' Результатом буде "0", якщо один із вхідних даних дорівнює "0".
вираз
Y=A.B+A'B'
Блок-схема
Таблиця правди
A | B | Вихід |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
Використання логічних шлюзів
- Логічні вентилі можуть бути пов’язані різними способами, і новітні пристрої, супутники і навіть роботи вимагають мільйона таких комбінацій.
- Логічні вентилі використовуються в широкому діапазоні застосувань. Чіпи (ІС) містять ці компоненти, які є в комп’ютерах, телефонах, ноутбуках та інших електронних пристроях.
- Передача даних, обчислення та обробка даних – усі переваги логічних вентилів. Логічні вентилі широко використовуються в транзисторно-транзисторній логіці та CMOS електроніці.
- Охоронні сигналізації, звукові сигнали, вимикачі та вуличні ліхтарі використовують прості комбінації логічних воріт. Ці ворота широко використовуються в ряді галузей, оскільки вони можуть вибирати, запускати або зупиняти залежно від логіки.
профі
- Вони недорогі. В результаті вони стають високоефективними.
- Для цього потрібно менше електроенергії.
- Логіка 0 і логіка 1 чітко розділені.
- Служить основою для кожного цифрового гаджета.
- Використовує булеву алгебру для виконання логічних операцій.
мінуси
- Реалізація логічних шлюзів неможлива в більш складній системі чи схемотехніці, оскільки їх важко правильно розмістити та зв’язати.
- Низька робоча напруга - це добре.
- Вхід і вихід розділені часовою затримкою.
Висновок
Потік електричного струму контролюється логічним вентилем.
Ви повинні надати йому вхідні дані, і якщо передача ввімкнена, через нього може протікати струм.
Критерії поточного потоку, який ви використовуєте як комутатор, зазвичай описуються логічним вентилем.
Ви можете використовувати логічні вентилі для виконання двійкових операцій, таких як додавання, множення та ділення.
залишити коментар