Logic Gates ir viena no svarīgākajām tēmām elektronikā, īpaši digitālajā elektronikā. Loģisko vārtu jēdziens balstās uz Būla funkciju jēdzienu. Loģiskie vārti ņem vienu vai vairākas bināras vērtības kā ievadi un atgriež vienu bināro vērtību kā izvadi pēc loģiskā aprēķina veikšanas. Digitālajā elektronikā ir pieejami vairāki Vārtu veidi, daži no tiem ir pazīstami kā pamata vārti, bet daži no tiem ir pazīstami kā universālie vārti.
A NAND vārti ietilpst universālo vārtu kategorijā, jo NAND vārti var realizēt jebkuru Būla funkciju bez pamata vārtiem, kā arī aprēķināt loģisko ieeju rezultātus bez citu loģisko vārtu palīdzības.
Satura rādītājs
- Kas ir loģikas vārti?
-
UN vārtu simbols - UN vārtu patiesības tabula
- NAND vārti tranzistora ziņā
- NAND Gate lietojumprogrammas
- NAND Gate priekšrocības
- NAND Gate trūkumi
Kas ir NAND Gate?
Loģiskie vārti ir maza digitālā komutācijas ķēde, kas nosaka divu vai vairāku ievadīto Būla funkciju izvadi binārajā formātā. Loģiskais 1 pēc būtības nozīmē patiesu vai augstu, savukārt loģiskais 0 nozīmē nepatiesu vai zemu raksturu. Pamatojoties uz dažādām loģiskajām operācijām, izvade atšķiras. Loģiskajos vārtos var būt daudz ieeju, bet būs tikai viena izeja. Katram loģikas vārtiem ir sava patiesības tabula, kas atspoguļo visas ievades un izvades kombinācijas.
fibonači secība java
NAND vārti, kas pazīstami arī kā Not-AND vārti, darbojas tieši pretēji vai papildina vārtiem UN.
UN vārtu darbība
NAND Gate izmanto Būla vērtības kā ievadi un atgriež:
- Atgriež 1, ja visas ievades ir 0 vai alternatīvas (tas nozīmē, ka viena ir 0, bet otra ir 1 vai otrādi).
- Atgriež 0, ja visas ievades ir 1
The Būla izteiksme NAND Gate ir šāds -
Pieņemsim, ka mums ir divas ieejas, A un B, un izvadi sauc par X, tad izteiksme ir -
X = (A . B)”
NAND vārtu veidi
Ir divu veidu NAND vārti, pamatojoties uz ieeju skaitu
- 2 ieejas NAND vārti
- 3 ieejas NAND vārti
2 ieejas NAND vārti
Tā ir vienkāršākā NAND vārtu forma, kas ņem divas ievades un atgriež izvadi. Ir 22= 4 ievades un izvades kombinācijas.
Trīs ieeju NAND vārti
Kā norāda nosaukums, tam ir trīs ieejas un tikai viena izeja. Ir 23= 8 ievades un izvades kombinācijas.
UN vārtu simbols
Tālāk ir norādīts NAND vārtu simbols, A un B apzīmē divas ievades. NAND vārti veic loģisko NAND darbību ar ieejām. Izvadi attēlo līnija, kas stiepjas no NAND vārtu simbola apakšas.
The patiesības tabula divu ieeju NAND vārti ir šādi -
NAND vārti
UN vārtu patiesības tabula
Dotajā patiesības tabulā tas atgriež 1, ja visas ievades ir 0 vai alternatīvas (tas nozīmē, ka viena ir 0, bet otra ir 1 vai otrādi). pretējā gadījumā atgriež 0, ja visas ievades ir 1.
3 Ievades NAND vārti
NAND vārti tranzistora ziņā
NAND vārti ir viens no galvenajiem digitālo loģisko shēmu elementiem. Tās darbību var izskaidrot arī ar tranzistoru jēdzienu. Tranzistori ir sava veida pusvadītājs ierīces, kuras galvenokārt izmanto elektronisko signālu pastiprināšanai vai pārslēgšanai.
NAND vārti tranzistora ziņā
Ķēdes darbība
Iepriekš redzamajā diagrammā ir divi tranzistori ar nosaukumu Q1 un Q2, kas ir savienoti virknē. Q1 kolektora spaile ir savienota ar Vcc un arī ar izejas spaili. Q1 emitētājs ir savienots ar Q2 kolektoru, kas savieno savienojumu virknē. Q2 emitētājs ir savienots ar zemi, kas pabeidz visu ķēdi.
Pieņemsim gadījumu, kad ieejas A un B ir 0. Šajā gadījumā tranzistors darbosies kā slēdzis un pārtrauc savienojumu starp kolektoru un emitētāju. Kad 5V barošana ir IESLĒGTA, tā sasniedz pirmā tranzistora kolektora spaili. Kolektora spaile ir savienota ar izeju, tāpēc 5 V barošana tiek tieši pie izejas. Tādējādi jauda būs AUGSTA.
NAND Gate lietojumprogrammas
- Universālie vārti: NAND vārti tiek saukti par universālajiem vārtiem, jo ar tiem var izveidot visus pamata loģikas vārtus.
- Izmanto datu glabāšanai: NAND vārti tiek izmantoti, lai izveidotu tādus elementus kā Flip-Flops un Aizbīdņi, kas ir galvenais datu glabāšanas komponents.
- Aritmētiskā loģika: NAND vārti tiek plaši izmantoti skaitļošanas ierīces aritmētiskajās un loģiskajās vienībās (ALU), lai veiktu tādas darbības kā saskaitīšana, atņemšana utt.
- Izmanto dekodētājā un kodētājā: NAND vārti tiek izmantoti arī dekodētāja un kodētāja shēmās, lai pārveidotu bināro kodu ciparu signālu komplektā un otrādi.
- Izmanto multipleksoros un demultiplekseros: NAND vārti tiek izmantoti multipleksoros, lai izlemtu, kurš maršruts signālam jāiet, lai sasniegtu vienu izvadi. Demultiplekseris darbojas tieši pretēji.
- Pulksteņu ģeneratori: NAND vārti, ko izmanto pulksteņa ģeneratoros, lai ģenerētu pulksteņa signālus, kas sinhronizē dažādas darbības digitālajā shēmā.
- Loģiskās operācijas: NAND vārti tiek izmantoti arī dažādu loģisku darbību īstenošanai.
NAND Gate priekšrocības
- Tie ir universālie vārti: NAND vārti ir universālie vārti, tāpēc tos var izmantot, lai izveidotu jebkuru pamata loģisko vārtu, neizmantojot citus vārtus. Turklāt tas var atrisināt sarežģītas loģiskas problēmas.
- Vienkāršojiet loģiskās izteiksmes: Izmantojot tikai NAND vārtus, mēs varam vienkāršot jebkuras sarežģītas loģiskās shēmas un attēlot tās vienkāršāk.
- Nepieciešami maz komponenti: NAND vārti var attēlot jebkuru citu loģisko vārtu, mēs varam izmantot NAND vārtus, lai atrisinātu sarežģītas loģiskās izteiksmes, un rezultātā ir nepieciešams neliels skaits NAND vārtu.
- Mazāks enerģijas patēriņš: Loģisko funkciju ieviešana, izmantojot NAND vārtus, patērē daudz mazāk enerģijas nekā citi vārti.
NAND Gate trūkumi
- Elastības trūkums: Lai gan NAND ir universālie vārti, visu loģisko shēmu ieviešana, izmantojot NAND vārtus, ne vienmēr var dot vislabāko rezultātu.
- Ātrums: Dažos gadījumos, izmantojot NAND vārtus, var rasties izplatīšanās aizkave. Šo loģisko izteiksmju atrisināšanai var būt nepieciešami īpaši vārti.
Atrisināts NAND vārtu piemērs
Īstenojiet doto ķēdi, izmantojot NAND vārtus.
Mums ir 4 ieejas, kas nosauktas kā A, B, C un D. Šeit mēs veiksim NAND Gate funkcionalitāti, izmantojot 2 AND vārtus un 1 VAI vārtus.
Un iegūtajā sadaļā mēs izmantosim 2 NAND vārtus un 1 VAI vārtus, lai uzzinātu atšķirību starp AND ate un NAND vārtu funkcionalitāti.
Shēmas shēma
Risinājums:
UN un VAI vārtu pārveidošana par NAND vārtiem un Būla izteiksmes saglabāšana nemainīga.
Īstenojiet doto ķēdi, izmantojot NAND vārtus
Rezultātā mēs iegūstam izvadi: A'B' + C'D'
NAND Gate — FAQ
Kāpēc NAND vārtus sauc par universālajiem vārtiem?
NAND vārti tiek saukti par universālajiem vārtiem, jo tos var izmantot, lai izveidotu jebkurus citus pamata loģikas vārtus, piemēram, UN VAI NĒ, neizmantojot citu vārtu palīdzību.
Kā NAND vārti atšķiras no UN vārtiem?
Apgriežot UN vārtu izvadi, mēs iegūstam NAND vārtus. Nozīmē, ka UN vārtu rezultāts tiks vienkārši apgriezts NAND vārtu gadījumā. Tā ir saīsināta NOT-AND vārti forma.
Kā NAND vārtos tiek panākta loģiskā NOT darbība?
Loģiskā darbība NOT tiek veikta uz UN vārtu izejas. NAND vārti ir UN un NOT vārtu kombinācija, kur divas vai vairākas ievades ievada UN get un dod vienu izvadi, kas pēc tam tiek ievadīta NOT vārtos, kas nodrošina izvades papildinājumu.