Λογική Πύλη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια

Πίνακας περιεχομένων

[Επεξεργασία] Γενική Περιγραφή

Μία λογική πύλη 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 ώς 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. Επίσης υπάρχουν διάφορες τεχνολογίες κατασκευής πυλών όπως η CMOS.

[Επεξεργασία] Είδη λογικών πυλών

[Επεξεργασία] Πύλες NOT

Η πύλη NOT έχει μόνο μία είσοδο και δίνει μόνο μία έξοδο. Η λειτουργία της είναι η αντιστροφή του λογικού σήματος της εισόδου. Ο πίνακας μεταβολής της πύλης είναι:
Εικόνα:Not.JPG
Το κυκλωματικό σχεδιάγραμμα είναι το εξής:
Εικόνα:Not2.JPG

[Επεξεργασία] Πύλες AND

Οι πύλες AND εκτελούν την λογική πράξη AND μεταξύ των εισόδων τους. 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 καταστάσεων της λογικής πύλης AND φαίνεται στο εξής σχήμα:

Εικόνα:logical_and.JPG

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.

Το κυκλωματικό σχήμα της AND 2 εισόδων είναι το εξής:
Εικόνα:And.JPG

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

[Επεξεργασία] Πύλες OR

Οι πύλες OR εκτελούν την λογική πράξη OR μεταξύ των εισόδων τους. Η πράξη OR στην άλγεβρα Boole συμβολίζεται με σύν (+). Για παράδειγμα εαν η πύλη έχει 2 εισόδους (a και b) και μία έξοδο (c) θα γίνει η πράξη:

c = a + b

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

Εικόνα:logical_or.JPG

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.

Το κυκλωματικό σχήμα της OR 2 εισόδων είναι το εξής:
Εικόνα:LoOr.JPG

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

[Επεξεργασία] Πύλες XOR

Οι πύλες XOR εκτελούν την λογική πράξη XOR μεταξύ των εισόδων τους. Η πράξη XOR στην άλγεβρα Boole συμβολίζεται με ένα σύν μέσα σε ένα κύκλο.

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

Εικόνα:Logical_XOr.JPG

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.

Το κυκλωματικό σχήμα της XOR 2 εισόδων είναι το εξής:
Εικόνα:Xor.JPG

[Επεξεργασία] Πύλες NAND

Η πύλη NAND 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:
Εικόνα: Nand.JPG

Εικόνα: Lonand.JPG

[Επεξεργασία] Πύλες NOR

Η πύλη NΟR 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:
Εικόνα: Nor.JPG

Εικόνα: LoNOr.JPG

[Επεξεργασία] Πύλες 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:
Εικόνα:Logical_XnOr.JPG

Εικόνα:Xnor.JPG