라스 논리 게이트는 디지털 전자 장치의 기초입니다.. 이러한 이유로 그것들은 매우 중요하며, 그것들과 함께 일하기 시작하려면 그것들이 무엇인지, 어떻게 구성되어 있고, 그 기능을 알아야 합니다. 따라서 이러한 유형의 문이 있는 시장에 존재하는 일련의 칩을 사용하여 이 논리로 작업하는 자신의 프로젝트를 만들 수 있습니다.
이 문은 다른 문과 결합하여 전자 부품, 그리고 심지어 접시와 같은 아두 이노, 그들은 제작자에게 많은 역할을 할 수 있습니다 당신이 스스로 볼 수 있듯이.
논리 게이트 란 무엇입니까?
라스 논리 게이트 그들은 디지털 전자 회로의 구현을 위한 디지털 논리의 기본 요소입니다. 이 게이트는 입력 상태에 따라 출력에서 낮은(0) 또는 높은(1) 전압 신호를 제공합니다. 일반적으로 하나의 출구와 두 개의 입구가 있지만 2개 이상의 입구가 있는 문이 있을 수 있습니다. 또한, Inverting gate나 NOT과 같은 특성이 있는데, 하나의 입력과 하나의 출력만 있습니다.
이러한 부울 입력 및 출력 덕분에 다음을 얻을 수 있습니다. 기본 이진 논리 연산, 더하기, 곱하기, 부정 등과 같은
그들은 어떻게 구현됩니까?
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- TTL의 NAND 게이트
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- CMOS의 NAND 게이트
논리 게이트는 한 가지 방법으로만 구현할 수 없습니다. 사실 그렇기 때문에 다양한 논리적 패밀리. 이러한 각 제품군은 서로 다른 전자 부품을 사용하여 한 가지 방식으로 게이트를 구현합니다.
로 ejemplo칩에 TTL이 사용되는 경우 게이트는 바이폴라 트랜지스터로 구성되는 반면 CMOS 로직은 MOSFET 트랜지스터에만 기반합니다. 일반적으로 가장 인기 있는 이 두 제품군 외에도 BiCMOS(바이폴라 및 CMOS 트랜지스터 결합), RTL(저항 및 바이폴라 트랜지스터), DTL(다이오드 및 트랜지스터), ECL, IIL 등과 같은 다른 제품군도 있습니다.
다른 가족보다 훨씬 나은 가족은 없으며 응용 프로그램에 따라 다릅니다. 그럼에도 불구하고, CMOS CPU, MCU, GPU, 메모리 등과 같은 첨단 회로에서 가장 많이 사용되는 것 중 하나입니다. 다른 간단한 회로의 경우 TTL을 찾는 것도 일반적입니다.
응용 프로그램
이러한 논리 게이트의 응용은 무궁무진합니다. 이러한 필수 "벽돌"을 사용하여 건설할 수 있습니다. 다수의 디지털 회로. 단순한 가산기에서 복잡한 CPU까지 상상할 수 있는 다른 많은 회로를 통해. 실제로 PC, TV, 모바일 등과 같이 매일 사용하는 많은 시스템에는 수십억 개의 논리 게이트가 있습니다.
Un 실용적인 예 로직 게이트의 적용은 위의 이미지에서 볼 수 있는 이 간단한 가산기일 것입니다. Sum 결과를 제공하기 위해 입력에 XNUMX개의 비트(A와 B)를 추가할 수 있는 매우 간단한 회로입니다. 다음 표에 제공하십시오.
| A | B | 합계 | 나르다 | 이진 결과 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 00 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 01 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 01 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 10 |
이 표를 보면 0진법으로 0 + 0을 더하면 1이 되고, 0 + 1을 더하면 1이 되지만 1 + 2을 더하면 10가 되고, 이진법에서는 XNUMX에 해당합니다.
논리 게이트의 종류
용으로 논리 게이트의 종류가장 많이 사용되는 것은 다음과 같습니다(진리표 포함).
- 버퍼(예): 출력이 입력과 동일한 상태를 갖기 때문에 버퍼 또는 직접 게이트로 알려져 있습니다. 쓸모 없어 보일 수 있지만 많은 논리 회로에서 종종 전류 증폭기 또는 전압 팔로워로 사용됩니다.
| 입구 | 출구 |
|---|---|
| 0 | 0 |
| 1 | 1 |
- NOT(인버터): 논리 부정(¬ o ')입니다. 즉, 출력에서 비트를 반전합니다.
| 입구 | 출구 |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
- 그리고 (Y): 이 다른 게이트는 입력의 이진 비트의 곱 함수(·)를 수행합니다. 즉, A와 B를 곱하는 것과 같습니다. 따라서 1을 곱한 값은 1이며 두 입력이 모두 1인 경우 출력에 XNUMX만 제공합니다. 따라서 이름은 XNUMX AND XNUMX입니다.
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
- 금): 이 다른 게이트는 논리적 덧셈 연산(+)을 수행합니다. 즉, 출력 중 하나 또는 다른 하나 또는 OR 둘 다 1이어야 출력이 1이 됩니다. 둘 다 0이면 출력도 0입니다.
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
- XOR(또는 배타적): 이 배타적 논리합은 부울 함수 A'B + AB '를 수행하며 기호는 다음과 같습니다.
. 이 경우 두 입력이 같으면 출력은 0입니다. 서로 다르면 1이 됩니다.
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
- NAND(Y 부정): 부정 논리곱, 즉 AND의 역입니다. AND 출력에서 NOT을 사용하여 출력 비트를 반전시키는 것과 같습니다. 따라서 결과는 다음과 같습니다.
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
- NOR(또는 거부됨): 부정 논리합 또는 동일한 것, 부정 출력이 있는 OR, 결과적으로 OR의 역.
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 |
- XNOR(배타적 NOR): XOR 게이트에 이진 보수를 적용하는 것과 같습니다. 즉, AB + A'B '연산을 수행합니다. A 곱하기 B는 A 곱하기 B를 더한 것입니다. 따라서 출력은 반전된 XOR의 출력과 같습니다.
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
NOR와 NAND는 둘 다 가장 흥미로운 게이트입니다. 범용 논리 게이트. 즉, 다른 유형의 논리 게이트를 나타내는 회로만 사용할 수 있습니다. 이 도어가 있는 칩을 구입하면 모든 기능을 사용할 수 있기 때문에 이것은 중요합니다. 예를 들어, NOR의 두 입력이 브리지되거나 NAND가 NOT과 동일한 경우입니다. 여기에 더 많은 동등물이 있습니다.
기능: electronics-tutorials.ws
Te 나는 충고한다자세히 알아보려면 Google에서 모든 게이트가 있는 간단한 회로를 검색하세요. 그리고 그것이 무엇을 하는지 알아보기 위해 일종의 "역공학"을 수행하고 입력 및 출력 라인을 따라가고 출력에 제공된 입력에 따라 각 라인의 상태를 확인합니다.
로 ejemplo위의 이미지, NAND 게이트가 있는 OR의 등가 다이어그램을 보면 출력이 브리지된 두 개의 NAND 게이트로 구성되고 두 출력 모두 다른 NAND로 이동한다는 것을 알 수 있습니다. 다음 사항에 유의하십시오.
- NAND 진리표로 이동하면 두 개의 입력이 0일 때 출력이 1이고 두 개의 입력이 1일 때 출력이 0임을 알 수 있습니다.
- 브리지될 때 입력이 1(하나가 둘 다 입력됨)이면 결과는 0입니다. 입력이 0(둘 다 1)이면 출력은 XNUMX이 되며 이는 NOT에 해당합니다.
- 따라서 비트 A와 B에 대해 두 개의 NOT이 있습니다. 따라서 출력에서 A '및 B'가 있습니다.
- 이 두 가지 부정은 마지막 NAND로 이동하여 두 비트의 역논리적 곱을 수행합니다.
- 논리 법칙에 따르면 이것은 직접 합, 즉 A + B와 같습니다. 따라서 최종 결과는 마치 OR ...
로직 게이트 칩 시리즈 - 구입처
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- 로직 게이트 DIP 칩
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- 칩의 내부 다이어그램
전자 제품 전문 매장에서 할 수 있는 저렴한 칩을 구입 프로젝트에서 사용하기 시작하는 논리 게이트와 함께. 이 칩은 단일 논리 게이트가 아니지만 필요에 따라 입력과 출력을 연결할 수 있도록 여러 개를 가질 수 있습니다. 예를 들어, 위 이미지의 다이어그램에서 4개의 NAND 게이트가 있는 DIP 칩의 일반적인 핀아웃을 볼 수 있습니다. 또한 전원용 핀(Vcc 및 GND).
여기 몇 가지가 있습니다 구매 추천:
- 제품이 없습니다..
- Huaban: 범용 NAND 게이트가 있는 30칩 키트.
- Zebulon: 120 CMOS 칩 키트.
Otros recursos
이러한 게이트를 구현하는 방법과 이를 사용하여 회로 생성을 시작하는 방법에 대해 자세히 알아보려면 다음을 사용할 수 있습니다. 다른 자원 내가 무엇을 추천합니까:
- SimulIDE 소프트웨어 게이트로 이러한 회로의 작동을 시뮬레이션할 수 있습니다. 무료이며 오픈 소스이며 크로스 플랫폼입니다.
- 온라인 이진 계산기 (바이너리 모드에서 운영 체제의 계산기를 사용할 수도 있습니다.)
- 제품이 없습니다..
- Digital Logic Circuits Book: 설계에서 실험까지.
Arduino를 사용한 디지털 논리
기타 리소스 당신이 이미 가지고 있다면 당신의 손에 무엇을 가지고 있습니까 접시 Arduino UNO 당신의 손에 Arduino IDE를 사용하여 스케치 만들기 예를 들어 문의 출력을 시뮬레이션하는 LED를 사용하여 결과를 보다 시각적으로 보기 위해 이러한 논리 기능을 시뮬레이션합니다. 예를 들어, 핀 7에 LED를 놓고 8과 9를 입력 A와 B로 사용:
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);
}
여기에서 볼 수 있듯이 AND(&) 함수가 사용되었지만 // AND 줄 아래의 해당 코드 줄을 사용할 다른 줄로 바꿀 수 있습니다. 다른 논리 함수:
//OR pinOutState = pinAState | pinBState; //NOT pinOutState = !pinAState; //XOR pinOutState = pinAState ^ pinBState; //NAND pinOutState = !(pinAState & pinBState); //NOR pinOutState = !(pinAState | pinBState); //XNOR pinOutState = !(pinAState ^ pinBState);