Λογική πύλη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια

Μία λογική πύλη είναι ηλεκτρονικό κύκλωμα το οποίο πραγματοποιεί μία λογική πράξη στις εισόδους της και παράγει μία ή περισσότερες εξόδους. Οι λογικές πύλες έχουν δημιουργηθεί για να δουλεύουν στο δυαδικό σύστημα. Στα ηλεκτρονικά κυκλώματα ως λογικό 0 θεωρείται η τάση εκείνη η οποία είναι κάτω από ένα κατώφλι που έχουν ορίσει οι κατασκευαστές της λογικής πύλης (πχ 0,5V). Αντίστοιχα το λογικό 1 αντιστοιχεί σε τάση η οποία υπερβαίνει κάποια τάση (συνήθως 5V αλλά οι τελευταίες τεχνολογίες έχουν καταφέρει να μειώσουν την τάση αυτή). Με άλλα λόγια το λογικό 0 αντιστοιχεί στην τάση γείωσης και το λογικό 1 σε τάση τροφοδοσίας. Υπάρχουν διάφορες τεχνολογίες κατασκευής πυλών, όπως η CMOS.

Πίνακας περιεχομένων 1 Είδη λογικών πυλών 1.1 Πύλη NOT 1.2 Πύλη AND 1.3 Πύλη OR 1.4 Πύλη XOR 1.5 Πύλη NAND 1.6 Πύλη NOR 1.7 Πύλη ΧNOR

[Επεξεργασία] Είδη λογικών πυλών

[Επεξεργασία] Πύλη NOT

Η πύλη NOT (ΟΧΙ) έχει μόνο μία είσοδο και δίνει μόνο μία έξοδο. Η λειτουργία της είναι η αντιστροφή του λογικού σήματος της εισόδου. Ο πίνακας αληθείας της πύλης είναι:

Είσοδος Έξοδος A ΟΧΙ A 0 1 1 0

Το κυκλωματικό σχεδιάγραμμα είναι το εξής:

[Επεξεργασία] Πύλη AND

Η πύλη AND εκτελεί την λογική πράξη AND (ΚΑΙ) μεταξύ των εισόδων της. Η πράξη AND στην άλγεβρα Boole συμβολίζεται με επί (*). Για παράδειγμα εαν η πύλη έχει 2 εισόδους (a και b) και μία έξοδο (c) θα γίνει η πράξη:

c = a * b

Ο πίνακας αληθείας της λογικής πύλης AND φαίνεται στο εξής σχήμα:

Είσοδοι Έξοδος A B A ΚΑΙ B 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

Το κυκλωματικό σχήμα της AND 2 εισόδων είναι το εξής:

Παράδειγμα: έστω ότι a=1 και b=0. Η έξοδος c θα προκύψει 0.

Γενικότερα, η έξοδος AND δίνει λογική έξοδο 1 όταν όλες οι είσοδοί της βρίσκονται σε λογική κατάσταση 1.

Οι πύλες AND κατασκευάζονται και με περισσότερες των δύο εισόδων (πχ 3,4,5,8 είσοδοι).

[Επεξεργασία] Πύλη OR

Η πύλη OR εκτελεί την λογική πράξη OR (Η΄) μεταξύ των εισόδων της. Η πράξη OR στην άλγεβρα Boole συμβολίζεται με το συν (+). Για παράδειγμα εαν η πύλη έχει 2 εισόδους (a και b) και μία έξοδο (c) θα γίνει η πράξη:

c = a + b

Ο πίνακας αληθείας της λογικής πύλης OR φαίνεται στο εξής σχήμα:

Είσοδοι Έξοδος A B A Η' B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

Το κυκλωματικό σχήμα της OR 2 εισόδων είναι το εξής:

Παράδειγμα: Έστω ότι a=1 και b=0. Η έξοδος c θα προκύψει 1.

Γενικότερα, η πύλη OR δίνει λογικό 1 όταν μία τουλάχιστο είσοδος είναι σε λογικό 1.

Οι πύλες OR κατασκευάζονται και με περισσότερες των δύο εισόδων (πχ 3,4,5,8 είσοδοι).

[Επεξεργασία] Πύλη XOR

Η πύλη XOR εκτελεί την λογική πράξη XOR (ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΟ Η') μεταξύ των εισόδων της. Η πράξη XOR στην άλγεβρα Boole συμβολίζεται με ένα συν μέσα σε ένα κύκλο (⊕).

Ο πίνακας αληθείας της λογικής πύλης ΧOR φαίνεται στο εξής σχήμα:

Είσοδοι Έξοδος A B A XOR B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0

Το κυκλωματικό σχήμα της XOR 2 εισόδων είναι το εξής:

Παράδειγμα: Έστω ότι a=1 και b=0. Η έξοδος c θα προκύψει 1.

Γενικά η πύλη XOR ελέγχει την περιττή ισοτιμία, δηλαδή δίνει λογικό 1 όταν περριτός αριθμός εισόδων βρίσκεται σε λογικό 1.

[Επεξεργασία] Πύλη NAND

Η πύλη NAND (ΟΧΙ-ΚΑΙ) δίνει την αντίθετη έξοδο από την AND, δηλαδή δίνει λογικό 1 όταν υπάρχει τουλάχιστο ένα λογικό 0 στις εισόδους. Ο πίνακας καταστάσεων και το κυκλωματικό σχεδιάγραμμα είναι τα εξής:

Είσοδοι Έξοδος A B A NAND B 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0

[Επεξεργασία] Πύλη NOR

Η πύλη NΟR (ΟΧΙ-Η') δίνει την αντίθετη έξοδο από την OR, δηλαδή δίνει λογικό 1 όταν και οι δύο είσοδοι είναι 0. Ο πίνακας καταστάσεων και το κυκλωματικό σχεδιάγραμμα είναι τα εξής:

Είσοδοι Έξοδος A B A NOR B 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0

[Επεξεργασία] Πύλη ΧNOR

Η πύλη ΧNΟR δίνει την αντίθετη έξοδο από την ΧOR, δηλαδή δίνει λογικό 1 όταν οι δύο είσοδοι είναι στην ίδια λογική στάθμη. Ο πίνακας καταστάσεων και το κυκλωματικό σχεδιάγραμμα είναι τα εξής:

Είσοδοι Έξοδος A B A XNOR B 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1