Logiske porte er de grundlæggende komponenter i alle digitale kredsløb og systemer. Inden for digital elektronik er der syv hovedtyper af logiske porte bruges til at udføre forskellige logiske operationer. En logisk port er dybest set et elektronisk kredsløb designet ved at bruge komponenter som dioder, transistorer, modstande, kondensatorer osv., og i stand til at udføre logiske operationer. I denne artikel vil vi studere definitionen, sandhedstabellen og andre relaterede begreber for logiske porte. Så lad os starte med den grundlæggende introduktion af logiske porte.

Indholdsfortegnelse

• Hvad er en logisk port?
• Typer af logiske porte
• OG port
• ELLER Port
• IKKE port
• NOR Port
• NAND-port
• XOR-port
• XNOR Port
• Anvendelser af Logic Gates

Hvad er en logisk port?

EN logisk port er et elektronisk kredsløb designet ved at bruge elektroniske komponenter som dioder, transistorer, modstande og mere. Som navnet antyder, er en logisk port designet til at udføre logiske operationer i digitale systemer som computere, kommunikationssystemer osv.

Derfor kan vi sige, at byggestenene i et digitalt kredsløb er logiske porte, som udfører adskillige logiske operationer, der kræves af ethvert digitalt kredsløb. En logisk gate kan tage to eller flere input, men kun producere en output. Outputtet af en logisk gate afhænger af kombinationen af ​​input og den logiske operation, som den logiske gate udfører.

Brug af logiske porte boolsk algebra at udføre logiske processer. Logiske porte findes i næsten alle digitale gadgets, vi bruger regelmæssigt. Logiske porte bruges i arkitekturen af ​​vores telefoner, bærbare computere, tablets og hukommelsesenheder.

Typer af logiske porte

En logisk port er en digital port, der gør det muligt at manipulere data. Logiske porte, brug logik til at bestemme, om et signal skal sendes eller ej. Logiske porte, på den anden side, styrer strømmen af ​​information baseret på et sæt regler.

De logiske porte kan klassificeres i følgende hovedtyper:

1. Grundlæggende logiske porte

Der er tre grundlæggende logiske porte:

1. OG port
2. ELLER Port
3. IKKE port

2. Universelle logiske porte

I digital elektronik betragtes følgende to logiske porte som universelle logiske porte:

1. NOR Port
2. NAND-port

3. Afledte logiske porte

De følgende to er de afledte logiske porte, der bruges i digitale systemer:

1. XOR-port
2. XNOR port

Lad os nu diskutere hver af disse typer logiske porte i detaljer én for én.

OG port

I digital elektronik er AND-porten en af ​​de grundlæggende logiske porte, der udfører den logiske multiplikation af input, der påføres den. Den genererer en høj eller logisk 1-udgang, kun når alle de input, der påføres den, er høje eller logiske 1. Ellers er AND-portens output lav eller logisk 0.

Egenskaber for AND Gate:

Følgende er to hovedegenskaber for AND-porten:

• AND gate kan acceptere to eller flere end to inputværdier ad gangen.
• Når alle indgange er logisk 1, er udgangen af ​​denne gate logisk 1.

Funktionen af ​​en AND-port beskrives ved et matematisk udtryk, som kaldes det boolske udtryk for AND-porten.

For to-input AND gate er det boolske udtryk givet af,

Z = A.B

Hvor A og B er input til AND-porten, mens Z angiver output fra AND-porten.

Vi kan udvide dette udtryk til et hvilket som helst antal inputvariabler, såsom,

Z=A.B.C.D…

Sandhedstabel over AND Gate:

Sandhedstabellen for en OG-port med to indgange er givet nedenfor:

Symbol for AND Gate:

Det logiske symbol for en AND-port med to indgange er vist i den følgende figur.

Symbol for to-indgange OG Gate

pete davidson alder

ELLER Port

I digital elektronik er der en type grundlæggende logisk gate, som kun producerer et lavt eller logisk 0-output, når dets alle indgange er lave eller logiske 0. For alle andre inputkombinationer er OR-portens output høj eller logisk 1. Dette logisk gate betegnes som OR gate. En OR-port kan designes til at have to eller flere indgange, men kun én udgang. Den primære funktion af OR-porten er at udføre den logiske sum operation.

Egenskaber for OR Gate:

En ELLER-port har følgende to egenskaber:

• Den kan have to eller flere inputlinjer ad gangen.
• Når alle indgangene til OR-porten er lave eller logisk 0, er udgangen af ​​den lav eller logisk 0.

Funktionen af ​​en OR-port kan matematisk beskrives gennem et matematisk udtryk kaldet boolsk udtryk for OR-porten.

Det boolske udtryk for en ELLER-port med to input er givet af,

Z = A + B

Det boolske udtryk for en tre-input OR-gate er,

Z = A + B + C

Her er A, B og C input, og Z er outputvariablerne. Vi kan udvide dette booleske udtryk til et hvilket som helst antal inputvariabler.

Truth Table of OR Gate:

Sandhedstabellen for en OR-port beskriver forholdet mellem input og output. Følgende er sandhedstabellen for to-input OR-porten:

Symbol for OR-port:

Det logiske symbol for en ELLER-port med to indgange er vist i den følgende figur.

Symbol for to-input ELLER-port

IKKE port

I digital elektronik er NOT-porten en anden grundlæggende logisk port, der bruges til at udføre kompliment til et indgangssignal anvendt på det. Det kræver kun én indgang og én udgang. Outputtet fra NOT-porten er et komplement til det input, der er påført den. Derfor, hvis vi anvender en lav eller logisk 0-udgang til NOT-porten, giver det en høj eller logisk 1-udgang og omvendt. NOT-porten er også kendt som inverter, da den udfører inversionsoperationen.

Egenskaber for NOT Gate:

• Outputtet fra en NOT-port er komplementær eller omvendt af inputtet, der er påført den.
• NOT gate tager kun én udgang.

Den logiske drift af NOT-porten er beskrevet ved dets booleske udtryk, som er givet nedenfor.

Z= overline{A}

Søjlen over inputvariablen A repræsenterer inversionsoperationen.

Truth Table of OR Gate:

Sandhedstabellen beskriver forholdet mellem input og output. Følgende er sandhedstabellen for NOT-porten:

java database jdbc

Symbol på NOT Gate

Det logiske kredsløbssymbol for en IKKE-port er vist i følgende figur. Her er A indgangslinjen og Z er udgangslinjen.

Symbol på IKKE porten

NOR Port

NOR-porten er en type universel logisk port, der kan tage to eller flere input, men én udgang. Det er dybest set en kombination af to grundlæggende logiske porte, dvs. ELLER-port og IKKE-port. Det kan således udtrykkes som

NOR Gate = OR Gate + NOT Gate

Med andre ord er en NOR-port en OR-port efterfulgt af en IKKE-port.

Egenskaber for NOR Gate:

Følgende er to vigtige egenskaber ved NOR gate:

• En NOR-port kan have to eller flere indgange og giver en udgang.
• En NOR-port giver kun en høj eller logisk 1-udgang, når dens alle input er lave eller logisk 0.

I lighed med grundlæggende logiske porte kan vi beskrive driften af ​​en NOR-port ved hjælp af en matematisk ligning kaldet boolesk udtryk for NOR-porten.

Det boolske udtryk for en NOR-port med to input er givet nedenfor:

C=overline{A+B}

Vi kan udvide dette udtryk til et hvilket som helst antal inputvariabler.

I ovenstående booleske udtryk kaldes variablerne A og B inputvariable, mens variablen C kaldes outputvariablen.

Truth Table of NOR Gate:

Følgende er sandhedstabellen for en NOR-port med to input, der viser forholdet mellem dens input og output:

Symbol på NOR-porten

NAND-port

I digital elektronik er NAND-porten en anden type universel logisk port, der bruges til at udføre logiske operationer. NAND-porten udfører den inverterede operation af AND-porten. I lighed med NOR-porten kan NAND-porten også have to eller flere input-linjer, men kun én output-linje.

NAND-porten er også repræsenteret som en kombination af to grundlæggende logiske porte, nemlig AND-porten og IKKE-porten. Derfor kan det udtrykkes som

NAND Gate = AND Gate + NOT Gate

Egenskaber for NAND Gate:

Følgende er de to nøgleegenskaber for NAND gate:

• NAND-porten kan tage to eller flere input ad gangen og producerer én output baseret på kombinationen af ​​anvendte input.
• NAND-porten producerer kun et lavt eller logisk 0-output, når alle input er høje eller logisk 1.

Vi kan beskrive udtrykket af NAND gate gennem en matematisk ligning kaldet dets booleske udtryk. Her er det boolske udtryk for en NAND-port med to input.

C=overline{AB}

I dette udtryk er A og B inputvariablerne, og C er outputvariablen. Vi kan udvide denne relation til et hvilket som helst antal inputvariabler som tre, fire eller flere.

Truth Table of NAND Gate:

Sandhedstabellen er en tabel over input og output, der beskriver driften af ​​NAND-porten og viser det logiske forhold mellem dem:

Symbol for NAND Gate:

Det logiske symbol for en NAND-port er repræsenteret som en OG-port med en boble på dens udgangsende som vist i den følgende figur. Det er symbolet på en NAND-port med to indgange.

Symbol på NAND Gate

XOR-port

I digital elektronik er der en specialdesignet logisk gate ved navn, XOR gate, som bruges i digitale kredsløb til at udføre sum modul . Det kaldes også Eksklusiv ELLER-port eller Ex-OR-port . XOR-porten kan kun tage to input ad gangen og give et output. Udgangen af ​​XOR-porten er høj eller logisk 1 kun, når dens to indgange er forskellige.

Egenskaber for XOR Gate:

De følgende to er de vigtigste egenskaber ved XOR-porten:

• Den kan kun acceptere to input ad gangen. Der er intet som en XOR-port med tre eller flere input.
• Udgangen af ​​XOR-porten er logisk 1 eller høj, når dens input er forskellige.

Operationen af ​​XOR-porten kan beskrives gennem en matematisk ligning kaldet dens booleske udtryk. Det følgende er det booleske udtryk for output fra XOR-porten.

Z=A oplus B

Her er Z outputvariablen, og A og B er inputvariablerne.

Dette udtryk kan også skrives som følger:

Z=A overline{B}+overline{A}B

Sandhedstabel for XOR Gate:

Sandhedstabellen er en tabel over input og output, der beskriver forholdet mellem dem og driften af ​​XOR-porten for forskellige inputkombinationer. Sandhedstabellen for XOR-porten er givet nedenfor:

ascii af a i java

Symbol for XOR Gate:

Det logiske symbol for en XOR-port er vist i den følgende figur.

Symbol for XOR Gate

XNOR port

XNOR-porten er en anden type logisk port til specielle formål, der bruges til at implementere eksklusiv drift i digitale kredsløb . Det bruges til at implementere Exclusive NOR-operationen i digitale kredsløb. Det kaldes også Ex-NOR eller Exclusive NOR-porten. Det er en kombination af to logiske porte, nemlig XOR gate og NOT gate. Det kan således udtrykkes som

XNOR Gate = XOR Gate + IKKE Gate

Outputtet af en XNOR-port er høj eller logisk 1, når dens begge input er ens. Ellers er udgangen lav eller logisk 0. Derfor bruges XNOR-porten som et lighedsdetektorkredsløb.

Egenskaber for XNOR Gate:

Følgende er to nøgleegenskaber ved XNOR gate:

• XNOR gate tager kun to input og producerer en output.
• Udgangen af ​​XNOR-porten er høj eller logisk 1 kun, når den har lignende indgange.

Driften af ​​XNOR gate kan beskrives gennem en matematisk ligning kaldet det boolske udtryk for XNOR gate. Her er det booleske udtryk for XNOR-porten.

Y=A odot B

Vi kan også skrive dette udtryk som følger:

Y=AB + overline{A} overline{B}

Her er A og B input, og Y er output.

Sandhedstabel for XNOR Gate:

Sandhedstabellen for XNOR-porten er givet nedenfor. Denne sandhedstabel beskriver forholdet mellem input og output fra XNOR-porten.

Symbol for XNOR Gate:

Det logiske symbol for XNOR-porten er vist i den følgende figur. Her er A og B input, og Y er output.

Symbol for XNOR-port

Anvendelser af Logic Gates

Logiske porte er de grundlæggende byggesten i alle digitale kredsløb og enheder som computere. Her er nogle vigtige digitale enheder, hvor logiske porte bruges til at designe deres kredsløb:

• Computere
• Mikroprocessorer
• Mikrocontrollere
• Digitale og smarte ure
• Smartphones mv.

Baseret på Logic Gates – ofte stillede spørgsmål

Hvad er logiske porte?

Logiske porte er digitale kredsløb, der udfører logiske operationer på input, der leveres til dem, og producerer passende output.

Hvad er universelle porte?

For at opnå en specifik logisk proces skabes universelle porte ved at fusionere to eller flere fundamentale porte. Universalporte er NAND- og NOR-porte.

Hvad er udgangen af ​​en NOT-port, når indgang 0 anvendes?

Fordi NOT gate er en inverter. Som et resultat, hvis 0 bruges som input, vil outputtet være 1.

Hvilken logisk gate er kendt som inverteren?

En inverter er også kendt som en IKKE-port. Det opnåede output er det omvendte af input.

Hvad er det boolske udtryk for OR-port?

Hvis A og B er input, så kan OR gate output gives som Y=A+B.

Hvad er det boolske udtryk for XNOR-porten?

Hvis A og B er input, så kan XNOR gate output gives som Y=A.B+A’B’.