Las logiikkaportit ovat digitaalisen elektroniikan perusta. Tästä syystä ne ovat erittäin tärkeitä, ja jos haluat aloittaa työskentelyn niiden kanssa, sinun tulee tietää, mitä ne ovat, miten ne muodostuvat ja niiden tehtävät. Joten voit käyttää markkinoilla olevia sirusarjoja, joissa on tämäntyyppiset ovet, jotta voit alkaa tehdä omia projektejasi tällä logiikalla.
Nämä ovet yhdistettynä muihin Elektroniset komponentit, ja jopa lautasilla, kuten Työläs, he voivat antaa paljon peliä tekijöille kuten näet itse.
Mitä ovat logiikkaportit?
Las logiikkaportit ne ovat digitaalisen logiikan peruselementtejä digitaalisten elektronisten piirien toteuttamisessa. Nämä portit antavat ulostulossaan matalan (0) tai korkean (1) jännitteen signaalit tulojensa tilasta riippuen. Niissä on yleensä yksi uloskäynti ja kaksi sisäänkäyntiä, mutta ovissa voi olla enemmän kuin 2 sisäänkäyntiä. Lisäksi on erityispiirteitä, kuten invertoiva portti tai EI, sillä on vain yksi tulo ja yksi lähtö.
Näiden Boolen tulojen ja lähtöjen ansiosta voit saada binäärilogiikan alkeisoperaatiot, kuten yhteen-, kerto- ja negatiivisuus jne.
Miten ne toteutetaan?
-
- NAND-portti TTL:ssä
-
- NAND-portti CMOS:ssa
Logiikkaportteja ei voida toteuttaa vain yhdellä tavalla. Itse asiassa siksi niitä on erilaisia loogisia perheitä. Jokainen näistä perheistä toteuttaa portin yhdellä tavalla käyttämällä erilaisia elektronisia komponentteja.
Mukaan ejemploJos sirussa käytetään TTL:ää, portit koostuvat bipolaarisista transistoreista, kun taas CMOS-logiikka perustuu yksinomaan MOSFET-transistoreihin. Näiden kahden, yleensä suosituimman perheen lisäksi on myös muita, kuten BiCMOS (yhdistää bipolaari- ja CMOS-transistorit), RTL (vastukset ja bipolaaritransistorit), DTL (diodit ja transistorit), ECL, IIL jne.
Yksikään perhe ei ole paljon parempi kuin toinen, se riippuu sovelluksesta. Mutta kaikesta huolimatta, CMOS Se on yksi eniten käytetyistä kehittyneistä piireistä, kuten CPU, MCU, GPU, muisti jne. Muille yksinkertaisemmille piireille on myös tavallista löytää TTL.
sovellukset
Näiden logiikkaporttien sovellukset ovat loputtomat. Näillä välttämättömillä "tiileillä" voit rakentaa lukuisia digitaalisia piirejä. Yksinkertaisesta summaimesta monimutkaiseen prosessoriin monien muiden kuviteltavien piirien kautta. Itse asiassa monissa päivittäin käyttämissäsi järjestelmissä, kuten tietokoneessasi, televisiossasi, matkapuhelimessasi jne., on miljardeja logiikkaportteja.
Un käytännön esimerkki logiikkaporttien soveltaminen olisi tämä yksinkertainen lisäin, jonka näet yllä olevassa kuvassa. Se on hyvin yksinkertainen piiri, joka pystyy lisäämään tuloihinsa kaksi bittiä (A ja B) saadakseen Sum-tuloksen, ja myös Carryn, eli sen, mitä otat pois ... Voit nähdä sen tulokset. anna seuraavassa taulukossa:
| A | B | Summa | Kuljettaa | Binääritulos |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 00 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 01 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 01 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 10 |
Jos katsot tätä taulukkoa, jos lisäät 0 + 0 binääriin, saat 0, jos lisäät 1 + 0, se on 1, mutta jos lisäät 1 + 1, se antaisi 2, mikä binäärijärjestelmässä vastaa 10.
Logiikkaporttien tyypit
kuten logiikkaporttien tyypit, sinulla on niitä hyvä määrä, vaikka eniten käytetyt ovat seuraavat (totuustaulukoineen):
- Puskuri (Kyllä): se tunnetaan puskurina tai suorana porttina, koska sen lähdöllä on sama tila kuin sen tulolla. Vaikka se saattaa tuntua hyödyttömältä, sitä käytetään usein monissa logiikkapiireissä virtavahvistimena tai jännitteenseuraajana.
| Sisäänkäynti | Salida |
|---|---|
| 0 | 0 |
| 1 | 1 |
- EI (invertteri): on looginen negaatio (¬ o '), eli se kääntää bitin ulostulossaan.
| Sisäänkäynti | Salida |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
- JA (Y): tämä toinen portti suorittaa tulonsa binääribittien tulofunktion (·). Toisin sanoen se olisi kuin A:n ja B:n kertominen. Siksi mikä tahansa nollalla on nolla, se antaisi ulostulolleen vain yhden, jos molemmat tulot ovat 1. Tästä syystä sen nimi 1 JA 1.
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
- KULTA): tämä toinen portti suorittaa loogisen summausoperaation (+). Toisin sanoen joko toisen sen lähdöistä TAI toisen TAI molempien on oltava 1, jotta sen lähtö olisi 1. Kun molemmat ovat 0, lähtö on myös 0.
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
- XOR (tai yksinomainen): Tämä yksinomainen TAI suorittaa Boolen funktion A'B + AB ', ja sen symboli on
. Tässä tapauksessa, jos sen kaksi tuloa ovat yhtä suuret, lähtö on 0. Jos ne ovat erilaisia, se on 1.
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
- NAND (Y negatiivinen): on negatiivinen looginen tulo, eli AND:n käänteis. Se on kuin käyttäisit EI-merkkiä AND-lähdössä lähtöbittien kääntämiseen. Siksi tulokset ovat:
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
- NOR (tai kielletty): negatiivinen looginen summa, tai mikä on sama, TAI sen negatiivisella lähdöllä, mikä johtaa TAI:n käänteiseen.
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 |
- XNOR (yksinomainen NOR): se on kuin soveltaisi binäärikomplementtia XOR-porttiin. Eli suorita AB + A'B 'operaatio. A kertaa B lisätty A kertaa B hylätty. Siksi lähdöt ovat kuin käänteisen XOR:n lähdöt:
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Sekä NOR että NAND ovat mielenkiintoisimpia portteja, koska ne tunnetaan nimellä universaalit logiikkaportit. Eli voit tehdä piirejä vain niillä edustamaan mitä tahansa muuta logiikkaporttityyppiä. Tämä on tärkeää, koska jos ostat siruja näillä ovilla, sinulla on kaikki toiminnot. Esimerkiksi jos NOR:n kaksi tuloa on silloitettu tai NAND vastaa EI-merkkiä. Sinulla on lisää vastaavia täällä:
Toiminnot: electronics-tutorials.ws
Te neuvonSaat lisätietoja Googlettamalla yksinkertaisen piirin kaikilla porteilla. Ja saadaksesi selville, mitä se tekee, tee eräänlainen "käänteinen suunnittelu", seuraa tulojen ja lähtöjen rivejä ja katso kunkin rivin tila lähdölle annettujen tulojen mukaan.
Mukaan ejemploJos katsot yllä olevaa kuvaa, OR:n, jossa on NAND-portteja, vastaavuuskaaviota, näet, että se koostuu kahdesta NAND-portista, joiden lähtö on silloitettu ja molemmat lähdöt menevät toiseen NANDiin. Pidä seuraavat asiat mielessä:
- Jos menet NAND-totuustaulukkoon, näet, että kun sen kaksi tuloa ovat 0, lähtö on 1 ja kun sen kaksi tuloa ovat 1, lähtö on 0.
- Kun ne on sillotettu, jos tulo on 1 (yksi syöttää molempiin), tulos on 0. Ja kun tulo on 0 (molemmat nolla), lähtö on 1, mikä vastaa EI.
- Siksi meillä on kaksi NOT-arvoa biteille A ja B. Niiden lähdössä meillä on siis A 'ja B'.
- Nämä kaksi kieltämistä menevät viimeiseen NANDiin, joka suorittaa näiden kahden bitin käänteisen loogisen tuotteen.
- Logiikan lakien mukaan tämä vastaa suoraa summaa, eli A + B. Siksi lopputulos on kuin se olisi TAI ...
Logic Gate Chip -sarja - Mistä ostaa
-
- Logiikkaportin DIP-siru
-
- Sirun sisäinen kaavio
Elektroniikkaan erikoistuneissa liikkeissä voit osta halpoja siruja logiikkaporteilla, joita voit alkaa käyttää projekteissasi. Nämä sirut eivät ole yksi logiikkaportti, mutta niiden avulla sinulla on useita niitä, jotta voit linkittää niiden tulot ja lähdöt tarpeen mukaan. Esimerkiksi yllä olevan kuvan kaaviossa näet tyypillisen DIP-sirun pinoutin, jossa on 4 NAND-porttia. Lisäksi siinä on myös kaksi nastaa teholle (Vcc ja GND).
Tässä on joitain ostosuositukset:
- Tuotteita ei löytynyt..
- Huaban: 30-sirun sarja yleisillä NAND-porteilla.
- Zebulon: 120 CMOS-sirusarja.
Muut resurssit
Jos haluat oppia lisää näiden porttien toteuttamisesta ja kuinka aloittaa piirien luominen niillä, voit käyttää näitä otros-rekurssit mitä suosittelen:
- SimulIDE ohjelmisto voidakseen simuloida näiden piirien toimintaa porteilla. Se on ilmainen, avoimen lähdekoodin ja monialustainen.
- Online-binäärilaskin (Voit myös käyttää käyttöjärjestelmäsi laskinta binääritilassa).
- Tuotteita ei löytynyt..
- Digital Logic Circuits Book: suunnittelusta kokeiluun.
Digitaalinen logiikka Arduinolla
Muu resurssi mitä sinulla on käsissäsi, jos sinulla jo on lautanen Arduino UNO käsissäsi on käytä Arduino IDE:tä luonnosten luomiseen jotka simuloivat näitä logiikkatoimintoja nähdäkseen tuloksen esimerkiksi visuaalisemmalla LEDillä, joka simuloi oven lähtöä. Esimerkiksi LEDin laittaminen nastan 7 päälle ja 8:n ja 9:n käyttäminen tuloina A ja B:
int pinOut = 7;
int pinA = 8;
int pinB = 9;
void setup()
{
pinMode(pinOut, OUTPUT);
pinMode(pinA, INPUT);
pinMode(pinB, INPUT);
}
void loop()
{
boolean pinAState = digitalRead(pinA);
boolean pinBState = digitalRead(pinB);
boolean pinOutState;
//AND
pinOutState =pinAState & pinBState;
digitalWrite(pinOut, pinOutState);
}
Tässä on käytetty JA (&) -funktiota, kuten näet, mutta voit korvata kyseisen //AND-rivin alla olevan koodirivin muilla käytettävillä muita logiikkatoimintoja:
//OR pinOutState = pinAState | pinBState; //NOT pinOutState = !pinAState; //XOR pinOutState = pinAState ^ pinBState; //NAND pinOutState = !(pinAState & pinBState); //NOR pinOutState = !(pinAState | pinBState); //XNOR pinOutState = !(pinAState ^ pinBState);