Logic Gate Truth Tables:een complete gids

Digitale systemen bevinden zich op het hoogtepunt van de menselijke technologie. Dergelijke systemen bevatten meestal een microcontroller of computer die informatie in digitale vorm opslaat, verwerkt en communiceert.

Maar dat is de oppervlakte van alles.

Digitale schakelingen wisselen informatie uit in binaire cijfers, enen en nullen. Bovendien leggen logische poorten de basis voor de massa digitale logische circuits die we tegenwoordig hebben.

Als u echter een dieper begrip wilt van een fundamentele logische poortwaarheidstabel, moet u bekend zijn met Booleaanse logica.

Gelukkig hebben we dit artikel geschreven om je alles te vertellen over logische poorten, binaire ingangen, logische bewerkingen en ingangscombinaties.

Dus riemen vast en laten we beginnen!

Wat is Logic Gate en Truth Table?

In de digitale wereld is een logische XOR-poort een set transistors die samenwerken om standaard Booleaanse functies af te handelen.

Bovendien is het een tool die een enkel uitvoerniveau produceert terwijl de invoerniveaus worden gecombineerd. Logisch 1 betekent dus hoog, terwijl logisch 0 laag betekent.

Met de verschillende combinaties van wiskundige functies met binaire output, kunt u de vorm van een digitaal systeem volledig realiseren.

Hoe werkt het?

Verschillende computers kunnen complexe bewerkingen uitvoeren vanwege de onderlinge relatie van een digitale logische poort.

Fabrikanten implementeren basispoorten via moleculen, transistors, optica, diodes en relais. Zelfs door verschillende mechanische elementen. Om deze reden kun je logische poorten zien als elektronische circuits.

U kunt logische poorten in verschillende vormen bouwen, zoals kleinschalige geïntegreerde schakelingen (SSI), zeer grootschalige geïntegreerde schakelingen (VLSI) en grootschalige geïntegreerde schakelingen (LSI).

U hebt ook toegang tot de uitgangen en ingangen van alle poorten van uw geïntegreerde elektronische apparaten, evenals de buitenste verbindingen, vergelijkbaar met individuele logische poorten.

Waarheidstabel

Waarheidstabel

Bron:Wikimedia Commons

Een waarheidstabel bevat de verschillende combinaties van invoervariabelen. Het toont ook de overeenkomende uitvoervariabelen.

Verder legt de waarheidstabel uit hoe de poortuitgang van de logische schakeling reageert op verschillende logische ingangsniveaus.

In deze tabel zijn de spanningsniveaus logisch 1 en logisch 0. Bovendien hebben we twee niveaus van logica die negatieve logica en positieve logica zijn.

Logisch hoog en logisch laag

Alle in- en uitgangen van eenvoudige logische poorten hebben twee niveaus; AAN en UIT, HOOG en LAAG, WAAR OF ONWAAR, of 1 en 0.

Voor een positief logisch systeem is het hogere spanningsniveau 1, terwijl het lagere spanningsniveau 0 is.

In het negatieve logische systeem is het hogere spanningsniveau echter 0, terwijl het lagere spanningsniveau 1 is.

Maar als je kijkt naar de TTL (transistor-transistorlogica), kun je de lagere status zien als 0 volt en de hogere status als vijf volt.

Soorten logische poorten

We hebben zeven hoofdtypen poorten die u kunt combineren om allerlei soorten digitale componenten te integreren. Laten we alle zeven soorten logische poorten eens nader bekijken en hoe ze werken.

EN-poort

De EN-poort heeft twee of meer ingangen nodig om te werken en produceert slechts één enkele uitgang. De EN-poort zal een logische 1-uitgang produceren wanneer alle ingangen zich in een logische 1-status bevinden.

Evenzo maakt het een logische 0-uitgang wanneer alle ingangen zich in een logische 0-status bevinden.

Het teken voor het vertegenwoordigen van EN-bewerkingen is "." of helemaal geen symbool.

Bovendien, als je X- en Y-ingangen hebt, kunnen de EN-poortingangen de output uitdrukken als Z =XY. Je kunt de EN-poorttypen ook 'alles of niets-poort' noemen.

Hier zijn de logische symbolen en waarheidstabellen van EN-poorten met drie en twee ingangen.

Bron:wiki commons (bewerkt)

Drie ingang EN poort

Waarheidstabel

Daarnaast kunt u discrete AND-poorten realiseren door gebruik te maken van transistors of diodes.

U kunt de X- en Y-ingangen dienovereenkomstig weergeven als 0V of +5V. Z vertegenwoordigt ook de uitvoer.

Voor de diodes van de EN-poort, als beide ingangen dezelfde waarde hebben, X =+5V en Y =+5V, staan ​​de diodes in de UIT-toestand.

Om deze reden zal de stroom niet via de weerstand vloeien. Er zal dus geen spanningsverlies zijn. De output is dus Z=+5V.

Evenzo, als beide ingangen =0v zijn, bevinden de parallelle diodes zich in de AAN-toestand. De diodes zullen zich dus gedragen als kortsluiting. De uitgang komt ook overeen met de 0V.

Logic Gate-waarheidstabellen– OF-poort

Net als de EN-poort heeft de OF-poort twee of meer ingangen en produceert een enkele uitgang.

De OF-poort zal echter een logische 1-uitgang produceren als een van zijn ingangen zich in de logische 1-status bevindt. Evenzo zal het een logische 0-uitgang produceren als een van zijn ingangen zich in de logische 0-status bevindt.

Met andere woorden, een OF-poort is een enkel apparaat dat 1 als uitvoer geeft, zolang een van zijn ingangen er één is. Het teken dat wordt gebruikt om het aan te geven is "+".

Dus als we X en Y als invoer hebben, kunt u de uitvoer weergeven als Z=X+Y. U kunt de OK-poort ook de "alle of alle poort" noemen.

Hier zijn de logische poortsymbolen en waarheidstabellen voor OF-poorten met drie en twee ingangen:

OF-poort met twee ingangen

Waarheidstabel

OR-poort met drie ingangen

Waarheidstabel

Daarnaast kunt u discrete OR-poorten realiseren door gebruik te maken van transistors of diodes. De X- en Y-ingangen zijn dienovereenkomstig 0v of +5V. Z staat ook voor de uitvoer.

Beide diodes staan ​​UIT als beide ingangen dezelfde waarde hebben, X=0V en Y=0V. Dus het stoppen van de stroom die via de weerstand vloeit. Aangezien er geen spanningsdaling is, is de output Z =0V.

Als beide of een van de ingangen =+5V, staan ​​de parallelle diodes AAN en werken ze als kortsluitingen.

Logic Gate-waarheidstabellen– NIET POORT

De NIET-poort draait zijn ingangen naar het tegenovergestelde. Om deze reden kunnen we het ook de omvormer noemen. De NOT-poort heeft slechts een enkele ingang en een parallelle uitgang.

De output van dit apparaat is altijd de aanvulling op de input. Dus als we een logische 0-ingang hebben, zal de NIET-poort een logische 1-uitgang produceren en vice versa.

Het symbool “-“ staat voor de NIET-bewerking. U kunt de NIET-bewerking lezen als Z =X-balk wanneer 'X' de invoervariabele vertegenwoordigt en 'Z' de uitvoervariabele vertegenwoordigt; u kunt de NIET-bewerking lezen als Z =X-balk.

Hier is het logische symbool en de waarheidstabel van de NIET-poort:

GEEN poortsymbool

Waarheidstabel

De X-vertegenwoordigde ingangen zijn 0V of +5V. Z zal ook de uitvoer vertegenwoordigen. Dus wanneer de ingang X gelijk is aan 0V, wordt de transistor (Q1) in tegengestelde richting voorgespannen en blijft UIT.

Om deze reden zal de stroom niet via de weerstand vloeien. Aangezien er geen spanningsval is, komt de uitgangsstroom (Z) overeen met de +5V.

Logic Gate-waarheidstabellen– NAND-poort

De NAND-poort is de eerste universele poort. Universele poorten kunnen eigenhandig logische schakelingen realiseren.

Deze poort kan drie primaire functies op logisch niveau uitvoeren:AND, OR en NOT. Bovendien is de NAND-poort een samensmelting van de NIET- en EN-poorten.

Het symbool "-" drukt de NAND-bewerkingen uit. De NAND-poort zal alleen een logische 0-uitgang produceren als elke ingang een logisch 1-niveau heeft.

Hier is het symbool en de waarheidstabel van de NAND-poort met twee ingangen:

NAND-poort met twee ingangen

Waarheidstabel

Als ingang X en Y van de discrete NAND-poort gelijk zijn aan +5V, staan ​​beide diodes in de UIT-status. Ook krijgt de transistor (Q1) voldoende basisaandrijving van de voeding van de weerstand. De transistor staat dus AAN en de uitgang komt overeen met de 0V.

Logic Gate-waarheidstabellen– NOR-poort

NOR staat voor NOT OR, wat de NOR-poort een combinatie van een NIET-poort en een OF-poort maakt. De NOR-poort is de tweede universele poort. Hier zal de NOR-poort alleen een logisch 1-niveau-uitgang produceren op een logisch 0-niveau.

Ook voor andere combinaties van ingangen blijft de uitgang op logisch 0-niveau. Hier is het symbool en de waarheidstabel van de NOR-poort:

NOR-poortsymbool met twee ingangen

Waarheidstabel

EN-poort met twee ingangen De X en Y weergegeven ingangen kunnen 0V zijn. De transistoren Q1 en Q2 blijven dus UIT. Om deze reden vloeit er geen spanning over de weerstand. Aangezien er geen spanningsdaling zal zijn, komt de uitgangsstroom (Z) overeen met de +5V.

Als een van de ingangen echter gelijk is aan +5V, of beide ingangen overeenkomen met de 5V, blijven de vergelijkbare transistors AAN. De uitgangsstroom heeft dus betrekking op de aarde en =0V.

Logic Gate-waarheidstabellen– Exclusieve OK-poort

De Ex-OF-poort is een logisch circuit met twee ingangen en een enkele uitgang. Het neemt de logische 1-status aan als een van de twee ingangen de logische 1-status heeft of als beide ingangen zich in de logische één-status bevinden.

Ook neemt de uitgang een logische 0-status aan. U kunt de Ex-OF-poort gebruiken als een omvormer. En om dit te doen, moet u één ingangsklem aansluiten op logische 1.

Hier is het symbool en de waarheidstabel:

Ex-OF-poort

Waarheidstabel

Logic Gate-waarheidstabellen-exclusief-NOR GATE

De X-NOR-poort is de fusie van de X-OF- en NIET-poort. Het heeft ook een concept met twee ingangen en een enkele uitgang.

De X-NOR heeft een logische 1-uitgang wanneer beide ingangen op logische 0 of logische 1 staan. De uitgang zou logisch 0 zijn als een deel van de ingang 1 is en het andere deel 0.

Je kunt deze poort ook de toevalspoort noemen. Waarom? Gemakkelijk! Het produceert alleen output (1) als de inputs overeenkomen.

U kunt deze poort ook als omvormer gebruiken door twee ingangsklemmen te verbinden met logische 0.

Hier is het symbool:

Exclusief-NOR-poort

Afronden

Miljoenen logische poorten hebben elk hun unieke toepassing. De EN-poort werkt als een activerende poort waarmee gegevens via een kanaal kunnen worden verwerkt. Ook helpt de OR-poort om meer dan één gebeurtenis in een circuit te detecteren.

Het NOT-type poort werkt in de meeste circuits als een omvormer, terwijl de NAND-poort universeel inzetbaar is in bijna alle circuits. De NOR-poort is ook universeel, en de XOR- en XNOR-poort berekent rekenkundige bewerkingen en helpt bij respectievelijk pariteitsdetectie en codering in circuits. Nou, dat rondt dit artikel af. Als je vragen hebt, neem dan gerust contact met ons op, we helpen je graag verder.