Logiska grindar är de grundläggande komponenterna i alla digitala kretsar och system. Inom digital elektronik finns det sju huvudtyper av logiska grindar används för att utföra olika logiska operationer. En logisk grind är i grunden en elektronisk krets designad med hjälp av komponenter som dioder, transistorer, motstånd, kondensatorer , etc., och kan utföra logiska operationer. I den här artikeln kommer vi att studera definitionen, sanningstabellen och andra relaterade begrepp för logiska grindar. Så låt oss börja med den grundläggande introduktionen av logiska grindar.

Innehållsförteckning

• Vad är en logisk port?
• Typer av logiska portar
• OCH Gate
• ELLER Gate
• INTE grind
• NOR Gate
• NAND-port
• XOR-port
• XNOR-port
• Tillämpningar av Logic Gates

Vad är en logisk port?

A logisk port är en elektronisk krets designad med hjälp av elektroniska komponenter som dioder, transistorer, motstånd och mer. Som namnet antyder är en logisk grind designad för att utföra logiska operationer i digitala system som datorer, kommunikationssystem, etc.

Därför kan vi säga att byggstenarna i en digital krets är logiska grindar, som utför många logiska operationer som krävs av alla digitala kretsar. En logisk grind kan ta två eller flera ingångar men producerar bara en utgång. Utsignalen från en logisk grind beror på kombinationen av ingångar och den logiska operationen som den logiska grinden utför.

Logik grindar användning Boolesk algebra att utföra logiska processer. Logiska grindar finns i nästan alla digitala prylar vi använder regelbundet. Logiska grindar används i arkitekturen för våra telefoner, bärbara datorer, surfplattor och minnesenheter.

Typer av logiska portar

En logisk grind är en digital grind som gör att data kan manipuleras. Logiska grindar, använd logik för att avgöra om en signal ska skickas eller inte. Logiska grindar, å andra sidan, styr informationsflödet baserat på en uppsättning regler.

De logiska grindarna kan klassificeras i följande huvudtyper:

1. Grundläggande logiska grindar

Det finns tre grundläggande logiska grindar:

1. OCH Gate
2. ELLER Gate
3. INTE grind

2. Universal Logic Gates

Inom digital elektronik betraktas följande två logiska grindar som universella logiska grindar:

1. NOR Gate
2. NAND-port

3. Härledda logiska portar

Följande två är de härledda logiska grindarna som används i digitala system:

1. XOR-port
2. XNOR-port

Låt oss nu diskutera var och en av dessa typer av logiska grindar i detalj en efter en.

OCH Gate

Inom digital elektronik är AND-grinden en av de grundläggande logiska grindarna som utför den logiska multiplikationen av ingångar som appliceras på den. Den genererar en hög eller logisk 1-utgång, endast när alla ingångar som appliceras på den är höga eller logiska 1. Annars är OCH-grindens utgång låg eller logisk 0.

Egenskaper för AND Gate:

Följande är två huvudegenskaper hos AND-grinden:

• AND-grind kan acceptera två eller fler än två ingångsvärden åt gången.
• När alla ingångar är logisk 1, är utgången på denna grind logisk 1.

Funktionen av en AND-grind beskrivs av ett matematiskt uttryck, som kallas det booleska uttrycket för OCH-grinden.

För AND-grind med två ingångar ges det booleska uttrycket av,

Z = A.B

Där A och B är ingångar till OCH-grinden, medan Z betecknar OCH-grindens utgång.

Vi kan utöka detta uttryck till valfritt antal indatavariabler, som,

Z=A.B.C.D…

Sanningstabell för AND Gate:

Sanningstabellen för en OCH-grind med två ingångar ges nedan:

Symbol för AND Gate:

Den logiska symbolen för en OCH-grind med två ingångar visas i följande figur.

Symbol för två-ingång OCH port

ELLER Gate

Inom digital elektronik finns det en typ av grundläggande logisk grind som producerar en låg eller logisk 0-utgång endast när dess alla ingångar är låga eller logiska 0. För alla andra ingångskombinationer är OR-grindens utgång hög eller logisk 1. Detta logisk grind kallas OR-grind. En ELLER-grind kan utformas för att ha två eller flera ingångar men bara en utgång. Den primära funktionen för ELLER-grinden är att utföra den logiska summaoperationen.

Egenskaper för OR Gate:

En OR-grind har följande två egenskaper:

• Den kan ha två eller flera inmatningsrader åt gången.
• När alla ingångar till ELLER-grinden är låga eller logisk 0, är ​​utgången på den låg eller logisk 0.

Funktionen av en OR-grind kan matematiskt beskrivas genom ett matematiskt uttryck som kallas booleskt uttryck för OR-grinden.

Det booleska uttrycket för en ELLER-grind med två ingångar ges av,

Z = A + B

Det booleska uttrycket för en ELLER-grind med tre ingångar är,

Z = A + B + C

Här är A, B och C indata och Z är utdatavariablerna. Vi kan utöka detta booleska uttryck till valfritt antal indatavariabler.

Truth Table of OR Gate:

Sanningstabellen för en ELLER-grind beskriver förhållandet mellan ingångar och utdata. Följande är sanningstabellen för ELLER-grinden med två ingångar:

Symbol för OR-port:

Den logiska symbolen för en ELLER-grind med två ingångar visas i följande figur.

Symbol för två-ingångar ELLER-port

INTE grind

Inom digital elektronik är NOT-grinden en annan grundläggande logisk grind som används för att utföra komplement till en insignal tillämpas på den. Det tar bara en ingång och en utgång. Utsignalen från NOT-grinden är ett komplement till den ingång som appliceras på den. Därför, om vi applicerar en låg eller logisk 0-utgång till NOT-grinden, ger det en hög eller logisk 1-utgång och vice versa. NOT-grinden är också känd som inverter, eftersom den utför inversionsoperationen.

Egenskaper för NOT Gate:

• Utsignalen från en NOT-grind är komplement eller invers av ingången som appliceras på den.
• NOT gate tar bara en utgång.

Den logiska driften av NOT-grinden beskrivs av dess booleska uttryck, som ges nedan.

Z= overline{A}

Stapeln över ingångsvariabeln A representerar inversionsoperationen.

Truth Table of OR Gate:

Sanningstabellen beskriver förhållandet mellan input och output. Följande är sanningstabellen för NOT-porten:

Symbol för NOT Gate

Den logiska kretssymbolen för en NOT-grind visas i följande figur. Här är A ingångslinjen och Z är utgångslinjen.

Symbol för INTE porten

NOR Gate

NOR-grinden är en typ av universell logisk grind som kan ta två eller flera ingångar men en utgång. Det är i grunden en kombination av två grundläggande logiska grindar, dvs OR-grind och INTE-grind. Det kan alltså uttryckas som

NOR Gate = OR Gate + NOT Gate

Med andra ord är en NOR-grind en ELLER-grind följt av en NOT-grind.

Egenskaper för NOR Gate:

Följande är två viktiga egenskaper hos NOR gate:

• En NOR-grind kan ha två eller flera ingångar och ger en utgång.
• En NOR-grind ger en hög eller logisk 1-utgång endast när dess alla ingångar är låga eller logisk 0.

I likhet med grundläggande logiska grindar kan vi beskriva driften av en NOR-grind med hjälp av en matematisk ekvation som kallas booleskt uttryck för NOR-grinden.

Det booleska uttrycket för en NOR-grind med två ingångar ges nedan:

C=overline{A+B}

Vi kan utöka detta uttryck till valfritt antal indatavariabler.

I ovanstående booleska uttryck kallas variablerna A och B för ingångsvariabler medan variabeln C kallas utdatavariabeln.

Truth Table of NOR Gate:

Följande är sanningstabellen för en NOR-grind med två ingångar som visar förhållandet mellan dess ingångar och utgång:

Symbol för NOR-porten

NAND-port

Inom digital elektronik är NAND-grinden en annan typ av universell logisk grind som används för att utföra logiska operationer. NAND-grinden utför den inverterade operationen av OCH-grinden. I likhet med NOR-grinden kan NAND-grinden också ha två eller flera ingångslinjer men bara en utgångslinje.

NAND-grinden representeras också som en kombination av två grundläggande logiska grindar, nämligen AND-grinden och NOT-grinden. Därför kan det uttryckas som

NAND Gate = AND Gate + NOT Gate

Egenskaper för NAND Gate:

Följande är de två nyckelegenskaperna för NAND-grind:

• NAND-grind kan ta två eller flera ingångar åt gången och producerar en utgång baserat på kombinationen av ingångar som används.
• NAND-grind producerar en låg eller logisk 0-utgång endast när dess alla ingångar är höga eller logiska 1.

Vi kan beskriva uttrycket av NAND-grind genom en matematisk ekvation som kallas dess booleska uttryck. Här är det booleska uttrycket för en NAND-grind med två ingångar.

C=overline{AB}

I detta uttryck är A och B indatavariablerna och C är utdatavariabeln. Vi kan utöka denna relation till valfritt antal indatavariabler som tre, fyra eller fler.

Truth Table of NAND Gate:

Sanningstabellen är en tabell med ingångar och utdata som beskriver driften av NAND-grinden och visar det logiska förhållandet mellan dem:

Symbol för NAND Gate:

Den logiska symbolen för en NAND-grind representeras som en OCH-grind med en bubbla på dess utgångsände som visas i följande figur. Det är symbolen för en NAND-grind med två ingångar.

Symbol för NAND-porten

XOR-port

Inom digital elektronik finns det en specialdesignad logisk gate som heter XOR gate, som används i digitala kretsar för att utföra summamodul . Det kallas också Exklusiv OR-grind eller Ex-OR-grind . XOR-grinden kan bara ta två ingångar åt gången och ge en utgång. Utsignalen från XOR-grinden är hög eller logisk 1 endast när dess två ingångar är olika.

Egenskaper för XOR Gate:

Följande två är XOR-portens huvudegenskaper:

• Den kan endast acceptera två ingångar åt gången. Det finns inget som en XOR-grind med tre eller fler ingångar.
• Utsignalen från XOR-grinden är logisk 1 eller hög, när dess ingångar är olika.

Funktionen av XOR-grinden kan beskrivas genom en matematisk ekvation som kallas dess booleska uttryck. Följande är det booleska uttrycket för utgången från XOR-grinden.

Z=A oplus B

Här är Z utdatavariabeln och A och B är indatavariablerna.

Detta uttryck kan också skrivas på följande sätt:

Z=A overline{B}+overline{A}B

dhl betydelse

Sanningstabell för XOR Gate:

Sanningstabellen är en tabell över ingångar och utdata som beskriver förhållandet mellan dem och driften av XOR-grinden för olika ingångskombinationer. Sanningstabellen för XOR-porten ges nedan:

Symbol för XOR Gate:

Den logiska symbolen för en XOR-grind visas i följande figur.

Symbol för XOR Gate

XNOR-port

XNOR-grinden är en annan typ av logikgrind för speciella ändamål som används för att implementera exklusiv drift i digitala kretsar . Den används för att implementera Exclusive NOR-operationen i digitala kretsar. Det kallas också Ex-NOR eller Exclusive NOR-porten. Det är en kombination av två logiska grindar, nämligen XOR-grind och INTE-grind. Det kan alltså uttryckas som

XNOR Gate = XOR Gate + NOT Gate

Utsignalen från en XNOR-grind är hög eller logisk 1 när dess båda ingångar är lika. Annars är utgången låg eller logisk 0. Därför används XNOR-grinden som en likhetsdetektorkrets.

Egenskaper för XNOR Gate:

Följande är två nyckelegenskaper för XNOR gate:

• XNOR-grind tar bara två ingångar och producerar en utgång.
• Utgången från XNOR-grinden är hög eller logisk 1 endast när den har liknande ingångar.

Funktionen av XNOR-grind kan beskrivas genom en matematisk ekvation som kallas det booleska uttrycket för XNOR-grind. Här är det booleska uttrycket för XNOR-porten.

Y=A odot B

Vi kan också skriva detta uttryck så här:

Y=AB + overline{A} overline{B}

Här är A och B ingångar och Y är utgången.

Sanningstabell för XNOR Gate:

Sanningstabellen för XNOR-porten ges nedan. Denna sanningstabell beskriver förhållandet mellan ingångar och utgång från XNOR-grinden.

Symbol för XNOR Gate:

Den logiska symbolen för XNOR-grinden visas i följande figur. Här är A och B ingångar och Y är utgången.

Symbol för XNOR-porten

Tillämpningar av Logic Gates

Logiska grindar är de grundläggande byggstenarna i alla digitala kretsar och enheter som datorer. Här är några viktiga digitala enheter där logiska grindar används för att designa sina kretsar:

• Datorer
• Mikroprocessorer
• Mikrokontroller
• Digitala och smarta klockor
• Smartphones osv.

Baserat på Logic Gates – FAQs

Vad är logiska grindar?

Logiska grindar är digitala kretsar som utför logiska operationer på ingången som tillhandahålls till dem och producerar lämplig utsignal.

Vad är universella portar?

För att åstadkomma en specifik logisk process skapas universella grindar genom att slå samman två eller flera grundläggande grindar. Universella grindar är NAND- och NOR-grindar.

Vad är utgången från en NOT-grind när ingång 0 appliceras?

Eftersom NOT gate är en inverter. Som ett resultat, om 0 används som en ingång, blir utgången 1.

Vilken logikgrind är känd som inverteraren?

En växelriktare är också känd som en NOT-grind. Den erhållna utsignalen är inversen av ingången.

Vad är det booleska uttrycket för OR-grind?

Om A och B är ingången kan OR-grindens utgång ges som Y=A+B.

Vad är det booleska uttrycket för XNOR-porten?

Om A och B är ingången kan XNOR-grindutgången ges som Y=A.B+A’B’.