Công nghệ của con người đã đạt đến đỉnh cao với các hệ thống kỹ thuật số.
Một bộ vi điều khiển hoặc bộ vi xử lý thường được sử dụng trong các hệ thống như vậy, lưu trữ, xử lý và truyền tải dữ liệu ở dạng kỹ thuật số.
Các mạch kỹ thuật số cung cấp và nhận dữ liệu ở dạng chữ số nhị phân (1 và 0).
Hơn nữa, các cổng logic đã đặt nền móng cho hàng loạt các mạch logic kỹ thuật số tồn tại ngày nay.
Máy tính đã trở thành một thành phần thiết yếu của cuộc sống hàng ngày vì chúng có thể hoàn thành nhiều công việc và hoạt động trong một khoảng thời gian rất ngắn.
Một trong những trách nhiệm quan trọng nhất của CPU máy tính là thực hiện các quy trình logic bằng cách sử dụng phần cứng như Mạch tích hợp, công nghệ phần mềm và mạch điện.
Máy tính sử dụng chữ số nhị phân thay vì chữ số kỹ thuật số cho các hoạt động đơn giản. Các cổng logic thực hiện tất cả các hoạt động.
Cổng logic là gì?
Cổng logic là một thành phần của mạch kỹ thuật số đóng vai trò như một khối xây dựng.
Chúng thực hiện các phép toán logic thiết yếu trong mạch kỹ thuật số. Cổng logic được sử dụng trong hầu hết các thiết bị công nghệ chúng ta sử dụng ngày nay.
Ví dụ, cổng logic có thể được tìm thấy trên thiết bị di động, máy tính bảng và thiết bị bộ nhớ.
Các cổng logic của mạch đưa ra quyết định dựa trên sự kết hợp của các tín hiệu kỹ thuật số được gửi vào đầu vào của nó. Phần lớn các cổng logic có hai đầu vào và một đầu ra.
Để xây dựng các cổng logic, đại số Boolean được sử dụng. Tại một thời điểm bất kỳ, mỗi thiết bị đầu cuối ở một trong hai trạng thái nhị phân: sai hoặc đúng.
Sai bằng không, trong khi đúng bằng một. Đầu ra nhị phân sẽ khác nhau dựa trên loại cổng logic được sử dụng và kết hợp đầu vào.
Cổng logic tương tự như công tắc đèn ở chỗ đầu ra được tắt ở vị trí này và bật ở vị trí khác. Cổng logic thường được sử dụng trong các mạch tích hợp (IC).
Các loại cổng logic khác nhau là gì?
Cổng logic được phân thành bảy loại:
- VÀ
- OR
- KHÔNG
- NOR
- NAND
- XOR
- XUẤT KHẨU
Bây giờ, chúng ta hãy đi sâu vào từng người trong số chúng.
1. Cổng VÀ
Đó là một cổng logic ở mức cơ bản nhất của nó. Có hai loại đầu vào có sẵn: 0 và 1.
Hoạt động của nó giống với hoạt động của toán tử “và”. Nếu tất cả các đầu vào của cổng có cùng giá trị (đúng), kết quả là 1, các đầu vào khác 0 được phân phối khi bất kỳ đầu vào nào có cùng giá trị (sai).
Biểu hiện
Y = AB
Sơ đồ khối
Bảng sự thật
A | B | Đầu ra |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
2. Cổng HOẶC
Cổng OR có hai đầu vào trở lên và là một loại cổng logic.
Tuy nhiên, nó chỉ có thể tạo ra một đầu ra tại một thời điểm. Theo đại số, cổng OR tạo ra tổng dữ liệu đầu vào.
Đầu ra của cổng OR thường là true (1) khi ít nhất một trong các đầu vào của nó là true; nếu không, kết quả là không.
Biểu hiện
Y = A + B
Sơ đồ khối
Bảng sự thật
A | B | Đầu ra |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
3. Cổng KHÔNG
Nó chỉ có thể có một đầu vào và đầu ra tại bất kỳ thời điểm nào. Mặt khác, cổng NOT thường được sử dụng để tạo ra đầu ra hơn là đầu vào.
Kết quả là 0 nếu đầu vào của cổng NOT là 1; nếu đầu vào là 0, kết quả là 1.
Do chức năng của nó, nó còn được gọi là biến tần. Cổng NOT đôi khi được gọi là cổng Unary vì có tổng số đầu vào rõ ràng.
Biểu hiện
Y = A '
Sơ đồ khối
Bảng sự thật
Đầu vào (A) | Đầu ra (KHÔNG A) |
0 | 1 |
1 | 0 |
4. Cổng NOR
Nó được tạo thành từ cả hai cổng HOẶC và KHÔNG. Cổng NOR là cực đối lập với cổng OR về cách nó hoạt động.
Tại bất kỳ thời điểm nào, cổng NOR có thể có hai hoặc nhiều đầu vào nhưng chỉ có một đầu ra. Khi tất cả các đầu vào bằng 1, cổng NOR trả về 1; tuy nhiên, nếu bất kỳ đầu vào nào là một (0), thì đầu ra bằng không (XNUMX).
Biểu hiện
Y = (A + B) '
Sơ đồ khối
Bảng sự thật
A | B | Đầu ra |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
5. Cổng NAND
Nó là sự kết hợp của cổng AND và cổng NOT có thể chấp nhận hai hoặc nhiều đầu vào cùng một lúc nhưng chỉ đầu ra một.
Phương thức của cổng NAND là phương thức nghịch đảo của cổng AND. Khi một trong hai đầu vào của cổng NAND là 0, đầu ra 1 sẽ nhận được; nếu không, đầu ra luôn là 0.
Biểu hiện
Y = (AB) '
Sơ đồ khối
Bảng sự thật
A | B | Đầu ra |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
6. Cổng XOR
Cổng Exclusive-OR, thường được gọi là cổng 'Ex-OR', là cổng logic kỹ thuật số có nhiều hơn hai đầu vào nhưng chỉ xuất ra một giá trị.
Đầu ra của Cổng XOR là '1' nếu một trong hai đầu vào là '1.' Kết quả là '0' nếu cả hai đầu vào là '1.' Kết quả là '0' nếu cả hai đầu vào là '0.'
Biểu hiện
Y = A'.B + A.B '
Sơ đồ khối
Bảng sự thật
A | B | Đầu ra |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
7. Cổng XNOR
Cổng Exclusive-NOR, thường được gọi là cổng 'EX-NOR', là cổng logic kỹ thuật số có nhiều hơn hai đầu vào nhưng chỉ đầu ra một.
Nếu cả hai đầu vào là '1,' thì đầu ra của Cổng XNOR là '1.' Kết quả là '0' khi cả hai đầu vào là '0.' Kết quả sẽ là '0' nếu một trong các đầu vào là '0.'
Biểu hiện
Y = A.B + A'B '
Sơ đồ khối
Bảng sự thật
A | B | Đầu ra |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
Sử dụng cổng logic
- Các cổng logic có thể được kết hợp theo một số cách và các thiết bị, vệ tinh và thậm chí cả rô bốt mới nhất yêu cầu một triệu sự kết hợp này.
- Cổng logic được sử dụng trong một loạt các ứng dụng. Chip (IC) chứa các thành phần này, được tìm thấy trong máy tính, điện thoại, máy tính xách tay và các thiết bị điện tử khác.
- Truyền dữ liệu, tính toán và xử lý dữ liệu đều được hưởng lợi từ các cổng logic. Cổng logic được sử dụng nhiều trong logic bóng bán dẫn và điện tử CMOS.
- Hệ thống báo trộm, còi, công tắc và đèn đường đều sử dụng kết hợp cổng logic đơn giản. Các cổng này được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp vì chúng có thể chọn bắt đầu hoặc dừng tùy thuộc vào logic.
Ưu điểm
- Chúng không đắt. Kết quả là, chúng trở nên hiệu quả về chi phí.
- Nó cần ít điện hơn.
- Logic 0 và logic 1 được tách biệt rõ ràng.
- Đóng vai trò là nền tảng cho mọi tiện ích kỹ thuật số.
- Sử dụng Đại số Boolean để thực hiện các phép toán logic.
Nhược điểm
- Việc hiện thực hóa cổng logic không thể hình dung được trong một hệ thống hoặc thiết kế mạch phức tạp hơn vì rất khó để đặt và liên kết chúng một cách thích hợp.
- Điện áp hoạt động thấp là một điều tốt để có.
- Đầu vào và đầu ra được ngăn cách bởi một khoảng thời gian trễ.
Kết luận
Dòng điện được xử lý bởi một cổng logic.
Bạn phải cung cấp đầu vào cho nó và nếu quá trình chuyển được bật, dòng điện có thể chạy qua nó.
Các tiêu chí cho luồng hiện tại mà bạn đang sử dụng làm công tắc thường được mô tả bằng cổng logic.
Bạn có thể sử dụng cổng logic để thực hiện các phép toán nhị phân như cộng, nhân và chia.
Bình luận