Учебное пособие по цифровым логическим вентилям | Основные типы | Как это работает?

Цифровой логический вентиль

Во-первых, нам нужно знать о логических вентилях. «Логические вентили — это электронная схема или устройство, которое принимает логические решения. Другими словами, логический вентиль — это электронная схема, имеющая один или несколько входов и только один выход, который может быть либо высоким, либо низким (в зависимости от состояния входа). Логические элементы широко используются в цифровых компьютерах и различных типах цифровых систем и схем.

Поскольку логические элементы являются строительными блоками различных цифровых систем, их можно использовать для создания многих цифровых систем. В 1854 году Джордж Буль ввел булеву алгебру для вычислений. Основными функциями цифровых логических вентилей являются булева алгебра/логическая алгебра. Эти логические вентили выполняют вычислительные функции в кратчайшие сроки, что в наши дни сделало вычисления очень простыми.

Положительная и отрицательная логика

    Нули и единицы очень важны в компьютерных системах, которые иллюстрируют два разных возможных состояния схемы или устройства. Эти два состояния могут быть идентифицированы разными именами. В положительной логике символ 1 может называться ON, Closed, High, Plus, True, Up, а символ 0 может называться Off, Open, low, Minus, False, Down. В негативной логике ситуация будет противоположной. Например, если цифровая система работает, она будет идентифицирована как 1 в положительной логике, но будет вызываться как 0 в отрицательной логике.

Типы логических вентилей

          1) ИЛИ gat 2) И-затвор     3) НЕ-затвор       4) ИЛИ-затвор 5) И-затвор

          6) XOR Gate 7) XNOR Gate

Здесь мы обсудим только основные логические элементы.

Как работают ворота ИЛИ?

Тот тип логического элемента, который состоит из двух или более двух входов и одного выхода. Он дает высокий выходной сигнал, когда один из его входов имеет высокий уровень, что называется вентилем ИЛИ. Его также называют всеми или любыми воротами. Другими словами, логический вентиль выдает высокий уровень на выходе, когда на любом входе высокий уровень.
На приведенном выше рисунке (a) показан символ ворот ИЛИ с логическим выражением. Как мы видим, вентиль ИЛИ имеет два входа A, B и выход Y. На другом рисунке (b) дана таблица истинности для вентиля ИЛИ. В котором мы можем видеть, что в первом варианте, когда оба входа находятся на уровне 0, тогда выход также равен 0, но когда любой из входов становится высоким, тогда выход Y равен 1. Логическая операция говорит все, что логический элемент ИЛИ добавляет все его входы между собой. Рисунок (c) иллюстрирует эквивалентную схему вентиля ИЛИ. В котором два выключателя соединены параллельно друг другу и последовательно соединены с лампой. Когда оба переключателя разомкнуты, это означает, что оба входа находятся на уровне 0, тогда лампа не горит. Но если какой-либо из переключателей замкнут, то батарея будет подключена к цепи, и лампа загорится.

Как работают ворота И?

Тот тип логического элемента, который состоит из двух или более двух входов. Он дает низкий выход, когда любой из его входов низкий. Он может выдавать высокий уровень на выходе только тогда, когда все его входы находятся на высоком уровне. Он умножает свои входные данные друг на друга.

Из приведенных выше рисунков на первом рисунке показаны символ вентиля И и логическое выражение. Которые ясно демонстрируют, что логический элемент И имеет два входа X, Y и Z в качестве выхода. В ч/б входах нет ничего, значит оба входа умножаются друг на друга. Таблица истинности дает возможные варианты логической операции. С другой стороны, на рисунке © показана эквивалентная схема. Которые состоят из двух выключателей, соединенных последовательно друг с другом, а также с лампой? Когда какой-либо из переключателей A или b разомкнут, цепь будет неполной, поэтому лампа не будет излучать свет, но когда оба переключателя замкнуты, цепь будет замкнута, и свет начнет светиться.

Как НЕ работают ворота?

Другой тип логических вентилей, также называемый инвертором. Мы можем определить логический вентиль, который всегда дает дополнение к выходу своего входа. Он называется вентилем НЕ. Этот логический элемент состоит из одного входа и одного выхода. Символ ворот НЕ приведен ниже на рисунке.

На приведенном выше рисунке (a) показан символ НЕ ворота. Символ ворот НЕ имеет треугольную форму с пузырем на конце. Ворота НЕ имеют только один вход A и только один выход Z, который всегда дополняет вход. Таблица истинности вентиля НЕ приведена на следующем рисунке, где представлены все возможные варианты. Транзистор, а не вентиль - это эквивалентная схема для этого конкретного логического вентиля. Когда на базовый вход транзистора не подается напряжение, транзистор остается закрытым, а напряжения +Vcc текут к выходу À. Но когда на базу транзистора подается некоторое напряжение, он включается, и ток течет к земле. Общая точка, из которой берется выход, остается при нулевом потенциале. В результате вывод равен нулю.