Malaman ang tungkol sa Pangunahing Mga Logic Gates na may Mga Talahanayan ng Katotohanan

Ngayon, ang mga computer ay naging isang mahalagang bahagi ng buhay habang nagsasagawa sila ng maraming mga gawain at pagpapatakbo sa loob ng maikling panahon. Ang isa sa pinakamahalagang pag-andar ng CPU sa isang computer ay upang maisagawa ang mga lohikal na pagpapatakbo sa pamamagitan ng paggamit ng hardware tulad ng Pinagsamang Circuits mga teknolohiya ng software at electronic circuit ,. Ngunit, kung paano ginagawa ng hardware at software na ito ang gayong mga pagpapatakbo ay isang misteryosong puzzle. Upang magkaroon ng isang mas mahusay na pag-unawa sa isang komplikadong isyu, dapat nating malaman ang ating sarili sa salitang Boolean Logic, na binuo ni George Boole. Para sa isang simpleng operasyon, gumagamit ang mga computer ng mga binary digit sa halip na mga digital na digit. Ang lahat ng mga pagpapatakbo ay isinasagawa ng mga pangunahing Gerbang Logic. Tinalakay ng artikulong ito ang isang pangkalahatang ideya ng kung ano ang pangunahing mga gate ng lohika sa digital electronics at ang kanilang pagtatrabaho.

Ano ang Mga Batayang Logic Gates?

Ang isang logic gate ay isang pangunahing gusali ng isang digital circuit na may dalawang mga input at isang output. Ang ugnayan sa pagitan ng i / p at ng o / p ay batay sa isang tiyak na lohika. Ang mga pintuang ito ay ipinatupad gamit ang mga elektronikong switch tulad ng transistors, diode. Ngunit, sa pagsasagawa, ang pangunahing mga gate ng lohika ay binuo gamit ang teknolohiya ng CMOS, FETS, at MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) s . Ang mga pintuang-daan ay ginamit sa microprocessors, microcontrollers , naka-embed na mga application ng system, at sa elektronik at mga circuit ng proyekto sa elektrisidad . Ang pangunahing mga gate ng lohika ay ikinategorya sa pito: AT, O, XOR, NAND, NOR, XNOR, at HINDI. Ang mga pinturang ito ng lohika kasama ang kanilang mga simbolo ng gate ng lohika at mga talahanayan ng katotohanan ay ipinaliwanag sa ibaba.

Pangunahing Pagpapatakbo ng Logic Gates

Ano ang 7 Pangunahing Mga Logic Gates?

Ang pangunahing mga gate ng lohika ay inuri sa pitong uri: AT gate, O gate, XOR gate, NAND gate, NOR gate, XNOR gate, at HINDI gate. Ginamit ang talahanayan ng katotohanan upang maipakita ang pagpapaandar ng logic gate. Ang lahat ng mga gate ng lohika ay may dalawang mga input maliban sa HINDI gate, na may isang input lamang.

Kapag gumuhit ng isang talahanayan ng katotohanan, ginagamit ang mga halagang binary na 0 at 1. Ang bawat posibleng kumbinasyon ay nakasalalay sa bilang ng mga input. Kung hindi mo alam ang tungkol sa mga gate ng lohika at kanilang mga talahanayan ng katotohanan at kailangan ng patnubay sa kanila, mangyaring dumaan sa sumusunod na infographic na nagbibigay ng isang pangkalahatang ideya ng mga gate ng lohika kasama ang kanilang mga simbolo at mga talahanayan ng katotohanan.

Bakit gumagamit kami ng Basic Logic Gates?

Ang pangunahing mga gate ng lohika ay ginagamit upang maisagawa ang pangunahing mga lohikal na pagpapaandar. Ito ang pangunahing mga bloke ng gusali sa mga digital ICs (integrated circuit). Karamihan sa mga gate ng lohika ay gumagamit ng dalawang mga input ng binary at bumubuo ng isang solong output tulad ng 1 o 0. Sa ilang mga elektronikong circuit, ilang mga gate ng lohika ang ginagamit samantalang sa ilang iba pang mga circuit, ang mga microprocessor ay may kasamang milyon-milyong mga gate ng lohika.

Ang pagpapatupad ng mga Logic gate ay maaaring gawin sa pamamagitan ng mga diode, transistor, relay, molekula, at optika kung hindi man magkakaiba ang mga mekanikal na elemento. Dahil sa kadahilanang ito, ang pangunahing mga pintuang-daan sa lohika ay ginagamit tulad ng mga electronic circuit.

Binary at Decimal

Bago pag-usapan ang tungkol sa mga talahanayan ng katotohanan ng mga gate ng lohika, mahalagang malaman ang background ng mga binary at decimal na numero. Alam nating lahat ang mga decimal number na ginagamit namin sa pang-araw-araw na mga kalkulasyon tulad ng 0 hanggang 9. Ang uri ng sistemang ito ng numero ay may kasamang base-10. Sa parehong paraan, ang mga binary na numero tulad ng 0 at 1 ay maaaring magamit upang ipahiwatig ang mga decimal number saan man ang base ng mga binary number ay 2.

Ang kahalagahan ng paggamit ng mga binary number dito ay upang tukuyin ang posisyon ng paglipat kung hindi man posisyon ng boltahe ng isang digital na sangkap. Narito ang 1 ay kumakatawan sa Mataas na signal o mataas na boltahe samantalang ang '0' ay tumutukoy sa mababang boltahe o mababang signal. Samakatuwid, sinimulan ang Boolean algebra. Pagkatapos nito, ang bawat gate ng lohika ay tinalakay nang magkahiwalay na naglalaman ito ng lohika ng gate, talahanayan ng katotohanan, at ang tipikal na simbolo nito.

Mga uri ng Logic Gates

Ang iba't ibang mga uri ng mga gate ng lohika at mga simbolo na may mga talahanayan ng katotohanan ay tinalakay sa ibaba.

Pangunahing Mga Logic Gates

AT Gate

Ang AND gate ay a gate ng digital na lohika na may ‘n’ i / ps isa o / p, na gumaganap ng lohikal na pagsasama batay sa mga kumbinasyon ng mga input nito. Ang output ng gate na ito ay totoo lamang kung ang lahat ng mga input ay totoo. Kapag ang isa o higit pang mga input ng i / ps ng AND gate ay hindi totoo, pagkatapos lamang ang output ng AND gate ay hindi totoo. Ang talahanayan ng simbolo at katotohanan ng isang AND gate na may dalawang mga input ay ipinapakita sa ibaba.

AT Gate at ang Talahanayan ng Katotohanan

O Gate

Ang O gate ay isang digital gate ng lohika na may 'n' i / ps at isang o / p, na gumaganap ng lohikal na pagsasama batay sa mga kumbinasyon ng mga input nito. Ang output ng O gate ay totoo lamang kung ang isa o higit pang mga input ay totoo. Kung ang lahat ng i / ps ng gate ay hindi totoo, pagkatapos lamang ang output ng O gate ay hindi totoo. Ang talahanayan ng simbolo at katotohanan ng isang O gate na may dalawang mga input ay ipinapakita sa ibaba.

O Gate at ang Talahanayan ng Katotohanan

HINDI Gate

Ang HINDI gate ay isang digital na gate ng lohika na may isang input at isang output na nagpapatakbo ng isang operasyon ng inverter ng input. Ang output ng HINDI gate ay ang reverse ng input. Kapag ang input ng HINDI gate ay totoo pagkatapos ang output ay magiging mali at kabaligtaran. Ang talahanayan ng simbolo at katotohanan ng isang HINDI gate na may isang input ay ipinapakita sa ibaba. Sa pamamagitan ng paggamit ng gate na ito, maaari naming ipatupad ang mga pintuang NOR at NAND

HINDI Gate at Ang Talahanayan ng Katotohanan

NAND Gate

Ang gate ng NAND ay isang digital logic gate na may 'n' i / ps at isa o / p, na gumaganap ng pagpapatakbo ng AND gate na sinusundan ng pagpapatakbo ng HINDI gate. Ang NAND gate ay dinisenyo sa pamamagitan ng pagsasama ng AT at HINDI na mga gate. Kung ang input ng mataas na gate ng NAND, pagkatapos ay ang output ng gate ay mababa. Ang simbolo at talahanayan ng katotohanan ng NAND gate na may dalawang mga input ay ipinapakita sa ibaba.

NAND Gate at ang Truth Table nito

NOR Gate

Ang NOR gate ay isang digital logic gate na may n input at isang output, na gumaganap ng pagpapatakbo ng OR gate na sinusundan ng HINDI gate. Ang NOR gate ay dinisenyo sa pamamagitan ng pagsasama ng OR at HINDI gate. Kapag ang alinman sa i / ps ng NOR gate ay totoo, kung gayon ang output ng NOR gate ay magiging mali. Ang simbolo at talahanayan ng katotohanan ng NOR gate na may talahanayan ng katotohanan ay ipinapakita sa ibaba.

NOR Gate at Ang Talahanayan ng Katotohanan

Eksklusibo-O ​​Gate

Ang Exclusive-O gate ay isang digital na gate ng lohika na may dalawang mga input at isang output. Ang maikling form ng gate na ito ay Ex-OR. Gumaganap ito batay sa pagpapatakbo ng O gate. . Kung ang alinman sa mga input ng gate na ito ay mataas, kung gayon ang output ng EX-O gate ay magiging mataas. Ang simbolo at talahanayan ng katotohanan ng EX-OR ay ipinapakita sa ibaba.

EX-O gate at ang Talahanayan ng Katotohanan

Eksklusibo-NOR Gate

Ang Exclusive-NOR gate ay isang digital logic gate na may dalawang mga input at isang output. Ang maikling form ng gate na ito ay Ex-NOR. Gumaganap ito batay sa pagpapatakbo ng gate ng NOR. Kapag ang parehong mga input ng gate na ito ay mataas, pagkatapos ang output ng EX-NOR gate ay magiging mataas. Ngunit, kung ang alinman sa mga input ay mataas (ngunit hindi pareho), ang output ay magiging mababa. Ang simbolo at talahanayan ng katotohanan ng EX-NOR ay ipinapakita sa ibaba.

EX-NOR Gate at Ang Talaan ng Katotohanan

Ang mga aplikasyon ng mga gate ng lohika ay higit na natutukoy batay sa kanilang talahanayan ng katotohanan, ibig sabihin, ang kanilang mode ng pagpapatakbo. Ang pangunahing mga gate ng lohika ay ginagamit sa maraming mga circuit tulad ng isang push-button lock, light-activated alarma ng magnanakaw , safety termostat, isang awtomatikong sistema ng pagtutubig, atbp.

Talaan ng Katotohanan upang Maipahayag ang Circic ng Logic Gate

Ang gate circuit ay maaaring ipahayag gamit ang isang karaniwang pamamaraan ay kilala bilang isang table ng katotohanan. Kasama sa talahanayan na ito ang lahat ng mga kumbinasyon ng estado ng pag-input ng lohika alinman sa mataas (1) o mababa (0) para sa bawat terminal ng pag-input ng logic gate sa pamamagitan ng katumbas na antas ng output ng lohika tulad ng mataas o mababa. Ang HINDI lohika gate circuit ay ipinapakita sa itaas at ang katotohanan talahanayan ay lubos na madali talaga

Ang mga talahanayan ng katotohanan ng mga gate ng lohika ay napaka-kumplikado ngunit mas malaki kaysa sa HINDI gate. Ang talahanayan ng katotohanan ng bawat gate ay dapat magsama ng maraming mga hilera tulad ng may mga posibilidad para sa eksklusibong mga kumbinasyon para sa mga input. Halimbawa, para sa HINDI gate, mayroong dalawang posibilidad ng mga input alinman sa 0 o 1, samantalang, para sa dalawang-input na gate ng lohika, mayroong apat na posibilidad tulad ng 00, 01, 10 & 11. Samakatuwid, nagsasama ito ng apat na hilera para sa katumbas na talahanayan ng katotohanan.

Para sa isang 3-input na gate ng lohika, mayroong 8 posibleng mga input tulad ng 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 & 111. Samakatuwid, kinakailangan ang isang talahanayan ng katotohanan kasama ang 8 na mga hilera. Sa matematika, ang kinakailangang bilang ng mga hilera sa talahanayan ng katotohanan ay katumbas ng 2 tumaas sa lakas ng no. ng i / p terminal.

Pagsusuri

Ang mga signal ng boltahe sa mga digital na circuit ay kinakatawan ng mga halagang binary tulad ng 0 at 1 na kinakalkula patungkol sa lupa. Ang kakulangan ng boltahe higit sa lahat ay nangangahulugang isang '0' samantalang ang pagkakaroon ng buong boltahe ng suplay ng DC ay nangangahulugang isang '1'.

Ang isang logic gate ay isang espesyal na uri ng amplifier circuit na pangunahing dinisenyo para sa pag-input pati na rin ang mga output na antas ng voltages na antas ng lohika. Ang mga circuit ng logic gate ay madalas na sinasagisag ng isang eskematiko diagram sa pamamagitan ng kanilang sariling mga eksklusibong simbolo Sa halip na ang kanilang mahahalagang resistors at transistors.

Tulad din ng Op-Amps (pagpapatakbo amplifiers), ang mga koneksyon ng supply ng kuryente sa mga gate ng lohika ay madalas na nalalagay sa mga diagram ng eskematiko para sa pakinabang ng pagiging simple. Kasama dito ang maaaring mga kumbinasyon ng antas ng pag-input ng lohika sa pamamagitan ng kanilang partikular na antas ng output ng lohika.

Ano ang Pinakamadaling Paraan upang Malaman ang Mga Logic Gates?

Ang pinakamadaling paraan upang malaman ang pagpapaandar ng pangunahing mga pintuang-daan sa lohika ay ipinaliwanag sa ibaba.

• Para sa AND Gate - Kung ang parehong mga input ay mataas pagkatapos ay ang output ay mataas din
• Para sa OR Gate - Kung ang isang minimum na isang input ay mataas pagkatapos ay ang output ay Mataas
• Para sa XOR Gate - Kung ang minimum na isang input ay mataas pagkatapos lamang ang output ay mataas
• NAND Gate - Kung ang minimum na isang input ay mababa sa gayon ang output ay mataas
• NOR Gate - Kung ang parehong mga input ay mababa sa gayon ang output ay mataas.

Theorem ng Morgan

Ang unang teorama ng DeMorgan ay nagsasaad na ang logic gate tulad ng NAND ay katumbas ng isang OR gate na may isang bubble. Ang pag-andar ng lohika ng gate ng NAND ay

A’B = A ’+ B’

Ang pangalawang teorama ng DeMorgan ay nagsasaad na ang NOR logic gate ay katumbas ng isang AND gate na may isang bubble. Ang pag-andar ng lohika ng NOR gate ay

(A + B) ’= A’. B ’

Ang Conversion ng NAND Gate

Ang NAND gate ay maaaring mabuo gamit ang AND gate & NOT gate. Ang Boolean expression at katotohanan na talahanayan ay ipinapakita sa ibaba.

Pagbuo ng NAND Logic Gates

Y = (A⋅B) ’

NOR Pagpapalit ng Gate

Ang NOR gate ay maaaring mabuo gamit ang O gate & HINDI gate. Ang Boolean expression at katotohanan na talahanayan ay ipinapakita sa ibaba.

Pagbuo ng NOR Logic Gates

Y = (A + B) '

Ex-OR Conversion ng Gate

Ang Ex-OR gate ay maaaring mabuo gamit ang HINDI, AT & O gate. Ang Boolean expression at katotohanan na talahanayan ay ipinapakita sa ibaba. Ang gate ng lohika ay maaaring tukuyin bilang gate na nagbibigay ng mataas na output sa sandaling ang anumang input ng ito ay mataas. Kung ang parehong mga input ng gate na ito ay mataas pagkatapos ang output ay magiging mababa.

Ex-OR Logic Gates Formation

Y = A⊕B o A’B + AB ’

Ex-NOR Gate Conversion

Ang Ex-NOR gate ay maaaring mabuo gamit ang EX-OR gate at HINDI gate. Ang Boolean expression at katotohanan na talahanayan ay ipinapakita sa ibaba. Sa gate na ito ng lohika, kapag ang output ay mataas na '1' pagkatapos ang parehong mga input ay maaaring alinman sa '0' o '1'.

Ex-NOR Pagbuo ng Gate

Y = (A’B + AB ’)’

Pangunahing Mga Logic Gates na gumagamit ng Universal Gates

Ang mga universal gate tulad ng NAND gate at NOR gate ay maaaring ipatupad sa pamamagitan ng anumang boolean expression nang hindi gumagamit ng anumang iba pang uri ng gate ng lohika. At, maaari din silang magamit para sa pagdidisenyo ng anumang pangunahing gate ng lohika. Bilang karagdagan, ang mga ito ay malawak na ginagamit sa mga integrated circuit dahil ang mga ito ay simple pati na rin ang mabisang gastos upang magawa. Ang pangunahing disenyo ng mga pintuang-daan ng lohika gamit ang unibersal na mga pintuan ay tinalakay sa ibaba.

Ang pangunahing mga gate ng lohika ay maaaring idisenyo sa tulong ng mga unibersal na gate. Gumagamit ito ng isang error, kaunting pagsubok kung hindi man maaari mong magamit ang Boolean na lohika para makuha ang mga ito sa pamamagitan ng mga equation ng mga gate ng lohika para sa isang NAND gate pati na rin isang gate ng NOR. Dito, ginagamit ang Boolean lohika upang malutas ang output na kailangan mo. Ito ay tumatagal ng ilang oras ngunit kinakailangan upang maisagawa ito upang makakuha ng isang hang ng Boolean lohika pati na rin ang pangunahing mga gate ng lohika.

Pangunahing Mga Logic Gates Gamit ang NAND Gate

Ang pagdidisenyo ng mga pangunahing gate ng lohika gamit ang NAND gate ay tinalakay sa ibaba.

HINDI Disenyo ng Gate gamit ang NAND

Ang pagdidisenyo ng HINDI gate ay napaka-simple sa pamamagitan lamang ng pagkonekta sa parehong mga input bilang isa.

AT Ang Disenyo ng Gate gamit ang NAND

Ang pagdidisenyo ng AND gate gamit ang NAND gate ay maaaring gawin sa output ng NAND gate upang baligtarin ito at makakuha ng AT lohika.

O Disenyo ng Gate gamit ang NAND

Ang pagdidisenyo ng O gate na gumagamit ng NAND gate ay maaaring gawin sa pamamagitan ng pagkonekta ng dalawang HINDI na mga gate gamit ang mga NAND gate sa mga input ng NAND upang makakuha O lohika.

Disenyo ng NOR Gate gamit ang NAND

Ang pagdidisenyo ng NOR gate gamit ang NAND gate ay maaaring gawin sa pamamagitan lamang ng pagkonekta ng isa pang HINDI gate sa pamamagitan ng NAND gate sa o / p ng isang OR gate sa pamamagitan ng NAND.

EXOR na Disenyo ng Gate gamit ang NAND

Medyo mahirap ang isang ito. Ibinahagi mo ang dalawang mga input sa tatlong mga gate. Ang output ng unang NAND ay ang pangalawang input sa iba pang dalawa. Sa wakas, ang isa pang NAND ay kumukuha ng mga output ng dalawang mga pinturang NAND upang ibigay ang pangwakas na output.

Pangunahing Mga Logic Gates gamit ang NOR Gate

Ang pagdidisenyo ng mga pangunahing gate ng lohika gamit ang NOR gate ay tinalakay sa ibaba.

HINDI Gate gamit ang NOR

Ang pagdidisenyo ng HINDI gate na may NOR gate ay simple sa pamamagitan ng pagkonekta sa parehong mga input bilang isa.

O Gate gamit ang NOR

Ang pagdidisenyo ng OR Gate na may NOR gate ay simple sa pamamagitan ng pagkonekta sa o / p ng NOR gate upang baligtarin ito at kumuha O lohika.

AT Gate gamit ang NOR

Ang pagdidisenyo ng AND gate gamit ang NOR gate ay maaaring gawin sa pamamagitan ng pagkonekta ng dalawang HINDI sa mga gate ng NOR sa mga input ng NOR upang makakuha AT lohika.

NAND Gate gamit ang NOR

Ang pagdidisenyo ng NAND Gate gamit ang NOR gate ay maaaring gawin sa pamamagitan lamang ng pagkonekta ng isa pang HINDI gate sa pamamagitan ng NOR gate sa output ng AND gate sa NOR.

EX-NOR Gate gamit ang NOR

Ang uri ng koneksyon na ito ay medyo mahirap dahil ang dalawang mga input ay maaaring ibahagi sa tatlong mga gate ng lohika. Ang unang output ng NOR gate ay ang susunod na input sa natitirang dalawang gate. Sa wakas, isa pang NOR gate ang gumagamit ng dalawang mga output ng NOR gate upang maibigay ang huling output.

Mga Aplikasyon

Ang mga aplikasyon ng pangunahing mga gate ng lohika napakarami subalit sila ay halos umaasa sa kanilang mga talahanayan ng katotohanan kung hindi man form ng operasyon. Ang pangunahing mga gate ng lohika ay madalas na ginagamit sa mga circuit tulad ng isang lock na may push-button, awtomatikong ang sistema ng pagtutubig, ang alarm ng magnanakaw sa pamamagitan ng ilaw, safety termostat at iba pang mga uri ng elektronikong aparato.

Ang pangunahing bentahe ng pangunahing mga gate ng lohika ay, ang mga ito ay maaaring magamit sa iba't ibang circuit ng kombinasyon. Bilang karagdagan, walang hangganan sa bilang ng mga gate ng lohika na maaaring magamit sa isang solong elektronikong aparato. Ngunit, maaari itong limitahan dahil sa tinukoy na pisikal na puwang sa loob ng aparato. Sa mga digital IC (integrated circuit) matutuklasan namin ang isang koleksyon ng yunit ng rehiyon ng gate ng lohika.

Sa pamamagitan ng paggamit ng mga mixture ng pangunahing mga gate ng lohika, madalas na ginaganap ang mga advanced na pagpapatakbo. Sa teorya, walang limitasyon sa bilang ng mga gate na maaaring maisuot habang kasama ang isang aparato. Gayunpaman, sa application, mayroong isang limitasyon sa bilang ng mga gate na maaaring naka-pack sa isang naibigay na pisikal na lugar. Ang mga array ng yunit ng lohika na lugar ng gate ay matatagpuan sa mga digital integrated circuit (ICs). Bilang Teknolohiya ng IC mga pagsulong, ang nais na pisikal na lakas ng tunog para sa bawat indibidwal na gate ay bumababa, at ang mga digital na aparato ng isang katumbas o mas maliit na laki ay may kakayahang kumilos na may mas kumplikadong operasyon sa patuloy na pagtaas ng bilis.

Infographics ng Logic Gates

Ito ay tungkol sa isang pangkalahatang ideya ng kung ano ang a pangunahing gate ng lohika , mga uri tulad ng AND gate, O gate, NAND gate, NOR gate, EX-OR gate, at EX-NOR gate. Sa ito, AT, HINDI at O ​​mga pintuang-bayan ang pangunahing mga gate ng lohika. Sa pamamagitan ng paggamit ng mga pintuang ito makakalikha tayo ng anumang gate ng lohika sa pamamagitan ng pagsasama sa mga ito. Kung saan ang mga pintuang NAND at NOR ay tinatawag na universal gate. Ang mga pintuang ito ay may isang partikular na pag-aari na kung saan makakalikha sila ng anumang lohikal na ekspresyon ng Boolean kung idinisenyo sa isang tamang pamamaraan. Bukod dito, para sa anumang mga query tungkol sa artikulong ito, o mga proyekto sa electronics, mangyaring ibigay ang iyong puna sa pamamagitan ng pagkomento sa seksyon ng komento sa ibaba.