آشنایی با گیت های منطقی

[Borna66]

آشنایی با گیت های منطقی

گیت منطقی :

در سیگنال دیجیتال، یک گیت منطقی روی یک یا دو ورودی منطقی عملیات منطقی انجام می دهد و سرانجام یک خروجی منطقی را تولید می کند.این منطق معمولا طبق منطق بولین است که به طور مشترک در تمام مدار های دیجیتالی یافت می شود.گیت های منطقی عمدتا از قطعات الکترونیکی مانند دیود ها و ترانزیستور ها تشکیل می شوند ، ولی می توانند از قطعات الکترومغناطیسی مانند رله ها ، قطعات اپتیکال یا حتی مکانیکی ساخته شوند.

سطوح منطقی :

یک ورودی یا خروجی منطقی بولین فقط یک از دو حالت منطقی را قبول می کند.این دو سطح در هر مطلبی نام خاص خود را دارند از جمله : خاموش / روشن - بالا (h) / پایین (l) - یک / صفر - درست (t) / غلط (f) - مثبت / منفی - مثبت / زمین - مدار باز / مدار بسته - yes / no.

بنا به قرارداد ، در این متن از 1 و 0 استفاده خواهیم کرد.

گیت های منطقی :

یک گیت منطقی روی یک یا دو ورودی منطقی عملیات منطقی انجام می دهد و سرانجام یک خروجی منطقی را تولید می کند.به دلیل اینکه خروجی هر گیت یکی از سطوح منطقی است پس می توان آن خروجی را به ورودی گیت(های)دیگری متصل نمود.بدیهی است که نمی توان دو خروجی را با هم به یک ورودی متصل نمود چرا که در این صورت سطوح ولتاژی به وجود خواهد آمد که خارج از محدوده منطقی خواهد بود.در الکترونیک به این کار اتصال کوتاه می گویند.

در منطق الکترونیک ، هر سطح منطقی نماینده ولتاژ معینی است (که این ولتاژ به نوع منطقی که استفاده می شود بستگی دارد).هر گیتی برای تولید ولتاژ مناسب به منبع تغذیه نیاز دارد.در بموک دیاگرام مدار های منطقی منبع تغذیه نمایش داده نمی شود، ولی در شماتیک کامل اتصالات منبع ضروری است.

[Borna66]

گیت AND

http://pnu-club.com/imported/2011/04/8.png

گیت AND یک مدار منطقی ساده است که حداقل دو ورودی مختلف و یک خروجی دارد.
عملکرد گیت منطقی AND معادل یک اتصال سری در جبر کلیدی است و به صورت ضرب در جبر بولی نمایش داده می شود.

y=a.b

این گیت می تواند بیش از دو ورودی داشته باشد.
در گیت AND فقط در صورتی خروجی ما یک می شود که همه ی ورودی ما یک باشد.

http://pnu-club.com/imported/mising.jpg


http://pnu-club.com/imported/2011/04/7.gif

http://pnu-club.com/imported/2011/04/8.gif

آی سی 74HC08 حاوی 4 عدد گیت منطقی AND است.

http://pnu-club.com/imported/2011/04/44.jpg

در این آیسی پایه 7 تغذیه زمین و پایه 14 تغذیه مثبت است

http://pnu-club.com/imported/2011/04/49.jpg

[Borna66]

گیت OR

http://pnu-club.com/imported/2011/04/9.png

گیت OR یک مدار منطقی ساده است که دو یا چند ورودی مختلف و یک خروجی دارد.
عملکرد گیت منطقی OR معادل یک اتصال موازی در جبر کلیدی است و به صورت جمع در جبر بولی نمایش داده می شود.

y=a+b

این گیت می تواند بیش از دو ورودی داشته باشد.
در گیت OR در صورتی خروجی ما یک می شود که حداقل یک ورودی ما یک باشد.

http://pnu-club.com/imported/2011/04/9.gif

http://pnu-club.com/imported/2011/04/10.gif

آی سی 74HC32 حاوی 4 عدد گیت منطقی OR است.

http://pnu-club.com/imported/2011/04/2.gif

پایه 7 تغذیه زمین و پایه 14 تغذیه مثبت است

http://pnu-club.com/imported/2011/04/50.jpg

http://pnu-club.com/imported/2011/04/51.jpg

[Borna66]

گیت NOT

http://pnu-club.com/imported/2011/04/10.png

گیت NOT یک مدار منطقی ساده است که فقط یک ورودی و یک خروجی دارد .
این مدار را مدار معکوس کننده یا متمم کننده نیز می نامند.
خروجی این گیت همواره عکس مقدار ورودی است.
اگر ورودی یک یا HIGH باشد.،خروجی آن LOW یا صفر است.و اگر ورودی آن LOW یا صفر باشد.خروجی آن HIGH یا یک می شود

http://pnu-club.com/imported/2011/04/11.gif

http://pnu-club.com/imported/2011/04/12.gif

آی سی 74hc04 دارای 6 گیت NOT مجزا است.

http://pnu-club.com/imported/2011/04/3.gif

پایه 7 تغذیه زمین و پایه 14 تغذیه مثبت است

[Borna66]

گیت NAND

http://pnu-club.com/imported/2011/04/11.png

این گیت به عنوان یک المان منطقی ساده، عمل دو تابع AND و NOT را با هم ادغام کرده، و در یک گیت نشان می دهد.
این مدار شامل دو یاچند ورودی و یک خروجی است.
در گیت NAND در صورتی خروجی ما یک می شود که همه ی ورودی ها صفر باشند.

http://pnu-club.com/imported/2011/04/13.gif

http://pnu-club.com/imported/2011/04/14.gif

آی سی 74hc00 دارای 6 گیت NAND مجزا است.

http://pnu-club.com/imported/2011/04/5.gif

پایه 7 تغذیه زمین و پایه 14 تغذیه مثبت است


http://pnu-club.com/imported/2011/04/12.png

[Borna66]

گیت NOR

http://pnu-club.com/imported/2011/04/13.png

این گیت به عنوان یک المان منطقی ساده، عمل دو گیت OR و NOT را با هم ادغام کرده، در یک گیت نشان می دهد
این گیت شامل دو یا چند ورودی و یک خروجی می شود.
در گیت NOR در صورتی خروجی ما یک می شود که همه ی ورودی ها صفر باشند.

http://pnu-club.com/imported/2011/04/15.gif

http://pnu-club.com/imported/2011/04/16.gif

آی سی 74hc02 دارای 4 گیت NOR مجزا است.

http://pnu-club.com/imported/2011/04/6.gif

پایه 7 تغذیه زمین و پایه 14 تغذیه مثبت است

[Borna66]

گیت XOR

http://pnu-club.com/imported/2011/04/13.png

این گیت که یکی از پر اهمیت ترین گیت های منطقی است. این گیت را گیت جمع با پیمانه دو نیز می نامند.
این گیت شامل دو یا چند ورودی و یک خروجی است.
در گیت XOR در صورتی خروجی ما یک می شود که فقط و فقط یکی از ورودی ها یک باشد.

http://pnu-club.com/imported/2011/04/17.gif

http://pnu-club.com/imported/2011/04/18.gif

آی سی 74hc86 دارای 4 گیت XOR مجزا است.

http://pnu-club.com/imported/2011/04/47.jpg

پایه 7 تغذیه زمین و پایه 14 تغذیه مثبت است

http://pnu-club.com/imported/2011/04/52.jpg

[Borna66]

گیت XNOR

http://pnu-club.com/imported/2011/04/14.png

این گیت عمل دو گیت XOR و NOT را باهم ادغام کرده و در یک گیت نشان می دهد.
این گیت شامل دو یا چند ورودی و یک خروجی است
در گیت XNOR در صورتی خروجی یک می شود که یا هر دو ورودی صفر و یا هر دو ورودی یک باشد.
تابع منطقی گیت XNOR به صورت زیر است.

http://pnu-club.com/imported/2011/04/19.gif

http://pnu-club.com/imported/2011/04/20.gif

آی سی 4077 دارای 4 گیت XNOR مجزا است.

http://pnu-club.com/imported/2011/04/48.jpg

پایه 7 تغذیه زمین و پایه 14 تغذیه مثبت است

http://pnu-club.com/imported/2011/04/52.jpg