Logic là 1 trong kiểu luận lý, là 1 trong kiểu lập luận cho thấy mối quan hệtất yếu giữa các nguyên nhân mang đến một hiệu quả xác định. Logic đơn giản và dễ dàng nhất là đóng khóa điện thì đèn điện sáng, hở khóa điện thì bóng đèn tắt. Mở 2 mắt thì thấy đường, nhắm một mắt cũng còn thấy đường,chỉ khi nhắm cả hai mắt thì mới có thể không thấy đường. Vào mạch điện có 3 xúc tích và ngắn gọn cơ bản, kia là: xúc tích AND, xúc tích và ngắn gọn OR và súc tích NOT.
Bạn đang xem: Các cổng logic cơ bản
Logic & có thể diễn tả theo quy mô các khóa điện mang lại mắc nối tiếp. Xúc tích và ngắn gọn AND có thể phát biểu như sau: gồm 4 khóa điện ḿăc nối tiếp, chỉ khi cả 4 khóa điện thuộc đóng kín đáo bóng đèn bắt đầu sáng và chỉ cần một khóa năng lượng điện hở là đèn sẽ tắt.
Logic OR :
có thể mô tả theo quy mô các khóa điện cho mắc tuy nhiên song. Lô ghích OR có thể phát biểu như sau: gồm 4 khóa năng lượng điện mắc song song, chỉ khi cả 4 khóa điện những hở dịp đó đèn mới tắt, chỉ việc một khóa năng lượng điện đóng kín là đèn vẫn sáng.
Logic NOT hoàn toàn có thể diển tả theo quy mô khóa điện mắc tuy nhiên song với trơn đèn. Logic NOT hoàn toàn có thể phát biểu như sau: khi khóa đèn hở thì đèn đã sáng cùng khi khóa năng lượng điện đóng bí mật thì đèn mất áp và sẽ tắt.
Bạn biết chỉ cần có 3 dạng logic đơn giản và dễ dàng này mà fan ta đã tạo thành một quốc gia kỹ thuật số, với biết bao thành tựu cần thiết tưởng tượng nỗi.
Bảng sự thật đến thấy : chỉ khi các ngả vào phần lớn ở bit 1 thì ngả ra mới ở bit 1, chỉ việc một ngả vào sinh sống bit 0 thì ngả ra đã ở bit 0. Vào mạch điện, bit 0 ứng với tầm volt thấp và bit 1 ứng với tầm volt cao.
Hình vẽ sau cho biết ký hiệu của 2 cổng xúc tích cơ bạn dạng là NOT cùng AND, cùng khi phối kết hợp 2 cổng súc tích này chúng ta có thể tạo ra một cổng ogic rất hữu dụng khác là lô ghích NAND. Sau đây người ta dùng lô ghích NAND làm logic nền, bởi nó dễ chế tạo, ngân sách chi tiêu thấp, cho nên người ta cần sử dụng sự kết hợp của những cổng ngắn gọn xúc tích NAND để tạo ra các hình dạng dạng ngắn gọn xúc tích thông dụng khác.
Từ các cổng xúc tích cơ bản trên, tín đồ ta còn tạo thành các cổng súc tích thông dụng khác. Đó là logic NOR, lô ghích Ex-OR tuyệt Dị-OR
Từ bảng chân trị của cổng xúc tích và ngắn gọn Dị-OR, chúng ta thấy: Chỉ khi 2 ngả vào ở trạng thái bit khác biệt luć kia ngả ra new là bit 1, lúc 2 ngả vào ở trạng thái bit như là nhau thì ngả ra là bit 0 Thêmtầng đảo ở ngả ra của cổng Dị-OR, bọn họ có cổng Dị-NOR, tuyên bố của cổng Dị-NOR ngược lại với cổng Dị-OR.
Trong bài bác này chúng ta sẽ cùng khám phá về cổng logic, kết cấu và phân các loại cổng logic. Đây là một trong những bước tiến giải pháp mạng vào công nghiệp năng lượng điện tử nói phổ biến và ra đời các lĩnh vực lập trình về sau nói riêng. Hãy cùng mày mò nhé!
Bảng đạo lý (Bảng sự thật)Phân loại những cổng logic
Các cổng ngắn gọn xúc tích cơ sở
Các cổng lô ghích ghép
Cổng khác dấu
Kết
Khái niệm các cổng logic
Trong điện tử học, cổng logic (tiếng Anh: logic gate) là mạch điện thực hiện một hàm Boole lý tưởng hóa. Gồm nghĩa là, nó triển khai một phép toán logic trên một hoặc nhiều xúc tích đầu vào, và tạo nên một tác dụng logic ra duy nhất, với thời hạn thực hiện ưng ý hóa là không có trễ.Các đại lượng nhị phân trong thực tiễn là số đông đại lượng thứ lý khác nhau (dòng điện, điện áp,áp suất…). Các đại lượng đó rất có thể thể hiện bởi hai trạng thái gồm ‘1’ hoặc không ’0’.
Các cổng xúc tích là các thành phần đóng vai trò đa phần để thực hiện các công dụng logic dễ dàng và đơn giản nhất trong những sơ đồ vật logic nhằm mục tiêu thực hiện nay một hàm súc tích nào đó. Quan tiền hệ logic cơ phiên bản nhất có tía loại: AND, OR, NOT. Cổng logic gồm các thành phần có nhiều nguồn vào và chỉ tất cả một đầu ra. Đầu ra là tổ hợp của các đầu vào. Từ các cổng xúc tích và ngắn gọn ta có thể kết đúng theo lại để tạo nên nhiều mạch logic triển khai các hàm logic tinh vi hơn.
Bảng chân lý (Bảng sự thật)
Mô tả đáp ứng của mạch tại ngõ ra so với các tổ hợp mức logic không giống nhau tại các ngõ vào. Mức logic tại những ngõ vào/ra chỉ nhận 1 trong các hai cực hiếm 0 hoặc 1. Cùng với mạch súc tích có N ngõ vào thì sẽ có được 2N tổ phù hợp hay tinh thần của ngõ ra.
Ví dụ:
Mạch xúc tích 2 ngõ vào, 1 ngõ ra:
Mạch xúc tích và ngắn gọn 3 ngõ vào, 1 ngõ ra:
Phân loại những cổng logic
Trước lúc đi vào khám phá một số nhiều loại cổng logic, bạn nên biết quy định về nấc 0 và mức 1 như sau:
Nếu IC của TTL thì năng lượng điện áp vào là 5V, lúc ấy ta có mức 1 = 5V với mức 0 là = 0V.Nếu IC của CMOS thì năng lượng điện áp vào Vdd = 3V – 18V vì thế mức 1 = Vdd cùng mức 0 vẫn là = 0V.Các cổng lô ghích cơ sở
Cổng OR (HOẶC)Cổng HOẶC bao gồm 2 hoặc nhiều lối vào và chỉ tất cả một lối ra. Lối ra ở mức 1 nếu có ít nhất một lối vào ở mức 1 (Lối ra có tín hiệu khi 1 lối vào có tín hiệu ).Ta gồm bảng chân lý sau:
Ta viết Y = A + B cùng nói cổng HOẶC thực hiện phép cùng logic.
Nhận xét: Y = 0 : khi toàn bộ các biến chuyển vào đều bởi 0 Y = 1: khi có ít nhất một thay đổi vào bởi 1
Giản đồ gia dụng xung:
Trường hợp bao quát cổng OR có khá nhiều biến vào độc lập
Ta rất có thể xem cổng HOẶC như một mạch năng lượng điện mắc song song như hình dưới:
Trong mạch điện, ta thấy chỉ cần một gửi mạch A, B hoặc C đóng, đèn sẽ sáng ngay.
Xem thêm: Thành Tích, Lịch Sử Đối Đầu Juventus Vs Malmo, Nhận Định Trận Juventus Vs Malmo, 00H45 Ngày 9/12
Cổng súc tích OR triển khai quan hệ: một sự kiện sẽ xẩy ra khi chỉ việc một điều kiện đưa ra quyết định sự kiện đó được đáp ứng.
Cổng và (VÀ)Cổng VÀ bao gồm 2 hoặc nhiều lối vào cùng chỉ tất cả một lối ra. Lối ra chỉ tầm 1 nếu tất cả lối vào đều ở mức 1 (Lối ra có tín hiệu khi tất cả lối vào đều sở hữu tín hiệu).
Ta viết Y = AB và nói cổng VÀ triển khai phép nhân logic
Nhận xét: Y = 0 : khi có tối thiểu một biến đổi vào bởi 0 Y = 1: khi toàn bộ các đổi mới vào đều bởi 1
Giản thiết bị xung:
Trường hợp bao quát cổng AND có nhiều biến vào độc lập
Ta rất có thể xem cổng and như một mạch điện mắc nối tiếp:
Trong mạch điện, ta thấy khi toàn bộ các đưa mạch A, B, C hồ hết đóng, đèn bắt đầu sáng được.
Cổng logic AND thực hiện quan hệ: một sự khiếu nại sẽ xảy ra khi toàn bộ mọi điều kiện ra quyết định sự kiện đó được đáp ứng.
Cổng NO (KHÔNG)Còn gọi là cổng đảo. Cổng chỉ có một lối vào và một lối ra. Cổng KHÔNG thực hiện phép che định logic. Cổng KHÔNG còn được gọi là cổng chặn.
Giản đồ vật xung:
Các cổng ngắn gọn xúc tích ghép
Cổng NAND (KHÔNG VÀ)Cổng KHÔNG VÀ là cổng VÀ bị bao phủ định. Biểu diễn:
Bảng sự thật với hàm NAND 2 biến:
Nhận xét: Y = 0 : khi toàn bộ các phát triển thành vào đều bằng 1 Y = 1: lúc có tối thiểu một vươn lên là vào bởi 0
Giản vật xung:
Trường hợp tổng thể cổng NAND có tương đối nhiều biến vào độc lập
Cổng KHÔNG HOẶC là cổng HOẶC bị đậy định. Biểu diễn:
Bảng thực sự với hàm NOR 2 biến:
Nhận xét: Y = 0 : khi có ít nhất một biến vào bằng 1 Y = 1: khi tất cả các biến chuyển vào đều bởi 0
Giản trang bị xung:
Trường hợp bao quát cổng NOR có khá nhiều biến vào độc lập
Cổng không giống dấu
Cổng Exclusive OR (HOẶC nhiều loại trừ)Cổng hoặc nhiều loại trừ còn được gọi là cổng cộng modul 2 hoặc là cùng không nhớ, gọi tắt là EX-OR. Tất cả biểu thức logic:
Ta có sơ đồ vật mạch như hình:
Bảng sự thật với hàm EX-OR 2 biến:
Nhận xét: Y = 0 : khi toàn bộ hai thay đổi vào có mức giá trị tương đương nhau Y = 1 : khi toàn bộ hai biến đổi vào có mức giá trị không giống nhau
So sánh với cổng ngắn gọn xúc tích OR, ta thấy 3 tâm lý đầu là của cổng xúc tích và ngắn gọn OR chỉ khác trạng thái thứ tư, ta điện thoại tư vấn là cổng ngắn gọn xúc tích KHÔNG đồng trị tuyệt là HOẶC loại trừ (Exclusive OR), tất cả ký hiệu:
Đầu ra của cổng EX-OR bằng 1 khi hai nguồn vào khác tâm lý và bởi 0 khi thuộc trạng thái. Nếu nhiều đầu vào thì đầu ra sẽ bằng 1 lúc số bit 1 ở nguồn vào là số lẻ và bằng 0 khi số bit 1 ở đầu vào là số chẵn.
Lưu ý: Cổng EX-OR chỉ bao gồm 2 ngõ vào.
Giản đồ xung:
Một cổng logic khác cũng thường xuyên được thực hiện đó là cổng Exclusive NOR (EX-NOR) có cách gọi khác là cổng đồng dấu. Biểu diễn:
Mạch súc tích để triển khai hàm lô ghích trên:
Bảng thực sự với hàm EX-NOR 2 biến:
Nhận xét: Y = 0 : khi tất cả hai đổi thay vào có mức giá trị không giống nhau Y = 1 : khi toàn bộ hai biến đổi vào có giá trị giống nhau
Cổng EX-NOR logic:
Lưu ý: Cổng EX-NOR chỉ bao gồm 2 ngõ vào.
Giản vật xung:
Đầu ra của cổng EX-NOR bằng 1 khi hai nguồn vào cùng tinh thần và bởi 0 khi không giống trạng thái. Ví như nhiều đầu vào thì đầu ra output sẽ bằng 1 khi số bit 0 ở nguồn vào là số lẻ và bởi 0 lúc số bit 0 ở đầu vào là số chẵn. Thí dụ: bảng tâm lý của một cổng EX-NOR 3 đầu vào:
Ta hay được dùng các cổng EX-OR với EX-NOR trong những bộ so sánh, cỗ cộng…
Trong các cổng trên, nhì cổng NAND và NOR được sử dụng rất linh hoạt. Từ hai cổng này, ta rất có thể tạo ra các cổng logic cơ bản NO, AND, OR
Dùng các cổng NAND:
Cổng lô ghích 3 tinh thần TS (three state)
Cổng xúc tích và ngắn gọn ba tâm trạng là cổng súc tích mà cổng output có thêm trạng thái thứ cha gọi là tinh thần treo không tính hai tinh thần 1 và 0. Đầu ra Y hoàn toàn có thể nằm ở một trong ba tinh thần sau:
Trạng thái nút cao cùng mức phải chăng 1 hoặc 0. Tâm trạng thứ ba là tâm lý treo hay còn gọi là trạng thái tổng trở cao. Lúc đó cổng đầu ra Y bóc ra ngoài hệ thống.
Mô tả mạch xúc tích 3 trạng thái:
Khi K1 đóng cổng đầu ra có tinh thần 0, khi K1, K2 đóng, cổng output có tinh thần 1. Lúc K1, K2 cùng tắt, mạch sống trạng thái sản phẩm công nghệ 3 tổng trở cao. Đầu ra Y tách khỏi mạch (dù thực tế nó vẫn nôi với mạch. CS (Chip Select) dùng làm chọn chip. CS sẽ tinh chỉnh mạch ở trạng thái lắp thêm ba. Khi CS = 1 (hoặc 0 thì nhị khóa đều mở, hòa bình với biểu hiện vào A, B.
Cổng súc tích 3 trạng thái được áp dụng khi ta cần ghép kênh các tín hiệu đề xuất truyền luân lưu trên một dây dẫn AB (AB có cách gọi khác là bus).
Trạng thái treo ở tầm mức thấp:
Ưu điểm nổi bật của các vi mạch xúc tích ba tâm lý là ta có thể nối cổng output của vi mạch lên và một kênh truyền chung. Điều này làm đơn giản và dễ dàng rất những cho bài toán tạo lập kênh truyền số liệu vào một hệ thống logic. Một lấy một ví dụ về bài toán nối vi mạch ngắn gọn xúc tích trên một kênh truyền:
Nếu tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh C, C’ , C’’ gồm thứ tự thời hạn ở mức cao, thì những tín hiệu tài liệu ở tía nhóm đầu vào sau khi đã triển khai quan hệ súc tích sẽ chỉ dẫn bus luân giữ theo trang bị tự thời gian tương ứng. Để những cổng TS hoạt động thông thường thì ở 1 thời điểm bất kỳ chỉ có thể chấp nhận được một cổng nhất ở tâm lý công tác. Còn nếu như không sẽ xẩy ra trường thích hợp một lúc gồm đến hai áp ra output của cổng cùng thông cùng với bus, nếu hai cổng này có đầu ra không giống trạng thái một làm việc muác cao, một ở tại mức thấp sẽ đưa tới hỏng cổng.
Ứng dụng của những cổng logic
Các ứng dụng của cổng súc tích chủ yếu được xác định dựa trên bảng trạng thái của chúng, tức là phương thức hoạt động của chúng. Các cổng xúc tích cơ phiên bản được sử dụng trong tương đối nhiều mạch năng lượng điện như khóa nút nhấn, kích hoạt báo trộm bằng ánh sáng, bộ điều chỉnh nhiệt độ, hệ thống tưới nước tự động, v.v.
Ngoài ra, cổng súc tích cũng chính là các phần tử cấu thành nên những mạch tổ hợp ví dụ như mạch giải mã, mạch mã hóa, mạch đa hợp, mạch giải đa hợp,…
Kết
Hi vọng sau bài viết này các bạn đã phát âm qua về cổng logic. Để thực sự gắng rõ chúng ta cần buộc phải học thêm tương đối nhiều. Đây cũng là phần chủ yếu nếu các bạn có nhu cầu trở thành một kĩ sư xây đắp IC.
Nếu cảm thấy bài viết có ích hay review và share cho các bạn bè. Đừng quên thâm nhập nhóm Nghiện lập trình để cùng thương lượng và kết nối nhé!
