Logic Gate Wahrheitstabellen-Digitale Systeme sind auf dem Höhepunkt der menschlichen Technologie. Solche Systeme enthalten in der Regel einen Mikrocontroller oder Computer, der Informationen in digitaler Form speichert, verarbeitet und kommuniziert.
Aber das ist die Oberfläche von allem.
Digitale Schaltungen tauschen Informationen in binärer Ziffernform, 1s und 0s aus. Außerdem legen Logikgatter den Grundstein für die Masse der digitalen Logikschaltungen, die wir heute haben.
Wenn Sie jedoch ein tieferes Verständnis einer grundlegenden Logikgate-Wahrheitstabelle wünschen, müssen Sie mit der booleschen Logik vertraut sein.
Glücklicherweise haben wir diesen Artikel geschrieben, um Ihnen alles über Logikgatter, binäre Eingänge, logische Operationen und Eingabekombinationen zu erzählen.
Also, schnallen Sie sich an und fangen wir an!
Was ist Logic Gate und Truth Table?
In der digitalen Welt ist ein logisches XOR-Gate eine Reihe von Transistoren, die zusammenarbeiten, um boolesche Standardfunktionen zu verarbeiten.
Außerdem ist es ein Werkzeug, das einen einzigen Ausgangspegel erzeugt und gleichzeitig die Eingangspegel kombiniert. So bedeutet Logik 1 hoch, während Logik 0 niedrig bedeutet.
Mit den verschiedenen Mischungen von mathematischen Funktionen der binären Ausgabe können Sie die Form eines digitalen Systems vollständig realisieren.
Wie funktioniert das?
Verschiedene Computer können aufgrund der Wechselbeziehung eines digitalen Logikgatters komplexe Operationen ausführen.
Hersteller implementieren grundlegende Gatter durch Moleküle, Transistoren, Optiken, Dioden und Relais. Auch durch unterschiedliche mechanische Elemente. Aus diesem Grund können Sie sich Logikgatter als elektronische Schaltungen vorstellen.
Sie können Logikgatter in verschiedenen Formen wie small-scale integrated circuits (SSI), very large-scale integrated circuits (VLSI) und large-scale integrated circuits (LSI) erstellen.
Außerdem können Sie auf die Ausgänge und Eingänge aller Gates Ihrer integrierten elektronischen Geräte sowie auf die äußeren Anschlüsse zugreifen – ähnlich wie bei einzelnen Logikgattern.
Wahrheitstabelle
Wahrheitstabelle
Quelle:
Wikimedia Commons
Eine Wahrheitstabelle enthält die verschiedenen Kombinationen von Eingabevariablen. Es zeigt auch die übereinstimmenden Ausgabevariablen an.
Darüber hinaus erklärt die Wahrheitstabelle, wie der Gate-Ausgang der Logikschaltung auf verschiedene Eingangslogikpegel reagiert.
In dieser Tabelle sind die Spannungspegel Logik 1 und Logik 0. Außerdem haben wir zwei Ebenen der Logik, die negative Logik und positive Logik sind.
Logic High und Logic Low
Alle Ein- und Ausgänge einfacher Logikgatter haben zwei Stufen; EIN und AUS, HOCH und NIEDRIG, WAHR ODER FALSCH oder 1 und 0.
Für ein positives Logiksystem ist die höhere Spannungsebene 1, während die niedrigere Spannungsebene 0 ist.
Im negativen Logiksystem ist jedoch die höhere Spannungsebene 0, während die untere Spannungsebene 1 ist.
Aber wenn Sie die TTL (Transistor-Transistor-Logik) betrachten, können Sie den unteren Zustand als 0 Volt und den höheren Zustand als fünf Volt sehen.
Arten von Logikgattern
Wir haben sieben Haupttypen von Gates, die Sie kombinieren können, um alle Arten von digitalen Komponenten zu integrieren. Werfen wir einen genaueren Blick auf alle sieben Arten von Logikgattern und deren Funktionsweise.
UND Tor
Das AND-Gatter benötigt zwei oder mehr Eingänge für den Betrieb und erzeugt nur einen einzigen Ausgang. Das AND-Gatter erzeugt einen Logik-1-Ausgang, wenn sich alle Eingänge in einem Logik-1-Zustand befinden.
Ebenso gibt es eine logische 0-Ausgabe aus, wenn sich alle Eingaben in einem logischen 0-Zustand befinden.
Das Zeichen für die Darstellung von AND-Operationen ist „.“ oder gar kein Symbol.
Wenn Sie X- und Y-Eingänge haben, können die AND-Gate-Eingänge den Ausgang als Z = XY ausdrücken. Sie können die AND-Gate-Typen auch als „Alles-oder-Nichts-Gate“ bezeichnen.
Hier sind die Logiksymbole und Wahrheitstabellen von Drei-Input- und Zwei-Input-AND-Gattern.
Quelle:
wiki commons (bearbeitet)
Drei Eingänge UND Gate
Quelle:
wiki commons (bearbeitet)
Wahrheitstabelle
Darüber hinaus können Sie diskrete UND-Gatter realisieren, indem Sie Transistoren oder Dioden verwenden.
Sie können die X- und Y-Eingänge entsprechend als 0V oder +5V darstellen. Außerdem stellt Z die Ausgabe dar.
Wenn für die Dioden des AND-Gatters beide Eingänge den gleichen Wert haben, X = +5V und Y = +5V, befinden sich die Dioden im OFF-Zustand.
Aus diesem Grund fließt der Strom nicht über den Widerstand. Somit wird es keinen Spannungsabfall geben. Der Ausgang ist also Z = + 5V.
Ebenso, wenn beide Eingänge = 0V sind, befinden sich die parallelen Dioden im EIN-Zustand. So verhalten sich die Dioden wie Kurzschlüsse. Außerdem entspricht der Ausgang den 0V.
Logik-Gate-Wahrheitstabellen – ODER Gate
Wie das AND-Einzelgatter hat auch das OP-Gatter zwei oder mehr Eingänge und erzeugt einen einzigen Ausgang.
Das OR-Gatter erzeugt jedoch einen Logik-1-Ausgang, wenn sich einer seiner Eingänge im Logik-1-Zustand befindet. Ebenso erzeugt es eine Logische 0-Ausgabe, wenn sich einer seiner Eingänge im Logischen 0-Zustand befindet.
Mit anderen Worten, ein OP-Gate ist ein einzelnes Gerät, das 1 als Ausgang angibt, solange einer seiner Eingänge einer ist. Das Zeichen, das verwendet wird, um es darzustellen, ist „+“.
Wenn wir also X und Y als Eingänge haben, können Sie die Ausgabe als Z = X + Y darstellen. Sie können das OP-Tor auch als „ein oder alle Tore“ bezeichnen.
Hier sind die Logik-Gate-Symbole und Wahrheitstabellen für DREI-Eingangs- und Zwei-Eingangs-OP-Gatter:
OP-Gate mit zwei Eingängen
Quelle:
Wiki Commons
Wahrheitstabelle
OP-Gate mit drei Eingängen
Quelle:
Wiki Commons
Wahrheitstabelle
Zusätzlich können Sie diskrete OP-Gatter mit Transistoren oder Dioden realisieren. Die X- und Y-Eingänge sind entsprechend entweder 0V oder +5V. Außerdem stellt Z die Ausgabe dar.
Beide Dioden befinden sich im OFF-Zustand, wenn beide Eingänge den gleichen Wert haben, X = 0V und Y = 0V. So wird verhindert, dass Strom über den Widerstand fließt. Da es keinen Spannungsabfall gibt, ist der Ausgang Z = 0V.
Wenn beide oder irgendwelche Eingänge = +5V sind, befinden sich die parallelen Dioden im EIN-Zustand und funktionieren wie Kurzschlüsse.
Logik-Gate-Wahrheitstabellen – NICHT GATE
Das NOT-Gate dreht seine Eingänge in sein Gegenteil. Aus diesem Grund können wir es auch den Wechselrichter nennen. Das NOT-Gatter hat nur einen einzigen Eingang und einen parallelen Ausgang.
Der Ausgang dieses Gerätes ist immer die Ergänzung des Eingangs. Wenn wir also einen Logik-0-Eingang haben, erzeugt das NOT-Gatter einen Logik-1-Ausgang und umgekehrt.
Das Symbol „-“ stellt den NOT-Vorgang dar. Sie können die NOT-Operation als Z = X-Balken lesen, wenn ‚X‘ die Eingangsvariable und ‚Z‘ die Ausgangsvariable darstellt; Sie können den NOT-Vorgang als Z = X bar lesen.
Hier ist das Logiksymbol und die Wahrheitstabelle des NOT-Tores:
NICHT Gate-Symbol
Quelle:
Wiki Commons
Wahrheitstabelle
Die X-dargestellten Eingänge sind entweder 0V oder +5V. Z stellt auch die Ausgabe dar. Wenn also der Eingang X gleich 0V ist, wird der Transistor (Q1) umgekehrt vorgespannt und bleibt AUS.
Aus diesem Grund fließt der Strom nicht über den Widerstand. Da es keinen Spannungsabfall gibt, entspricht der Ausgangsstrom (Z) den +5V.
Logic Gate Wahrheitstabellen – NAND-Gate
Das NAND-Gate ist das erste universale Gate. Universal-Gates können Logikschaltungen im Alleingang realisieren.
Dieses Gate kann drei primäre Funktionen auf Logikebene ausführen: UND, ODER und NICHT. Darüber hinaus ist das NAND-Gate eine Fusion der NOT- und AND-Gates.
Das Symbol „—“ drückt die NAND-Operationen aus. Das NAND-Gatter erzeugt nur dann einen Logik-0-Ausgang, wenn jeder Eingang einen Logik-1-Pegel hat.
Hier ist das Symbol und die Wahrheitstabelle des NAND-Gatters mit zwei Eingängen:
NAND-Gate mit zwei Eingängen
Quelle:
wiki commons (bearbeitet)
Wahrheitstabelle
Wenn Eingang X und Y des diskreten NAND-Gatters +5V entsprechen, befinden sich beide Dioden im OFF-Zustand. Außerdem erhält der Transistor (Q1) genügend Basisantrieb aus der Widerstandsversorgung. Somit ist der Transistor eingeschaltet und der Ausgang entspricht dem 0V.
Logic Gate Wahrheitstabellen – NOR Gate
NOR steht für NOT OR, was das NOR-Tor zu einer NOT-Gate- und OR-Gate-Kombination macht. Das NOR-Tor ist das zweite universelle Tor. Hier erzeugt das NOR-Gatter nur einen Logik-1-Pegel-Ausgang auf einem Logik-0-Pegel.
Auch bei anderen Kombinationen von Eingängen bleibt der Ausgang auf Logik-0-Ebene. Hier ist das Symbol und die Wahrheitstabelle des NOR-Tors:
NOR-Gate-Symbol mit zwei Eingängen
Quelle:
Wiki Commons
Wahrheitstabelle
Zwei Eingänge UND Gatter Die dargestellten X- und Y-Eingänge können 0V betragen. Somit bleiben die Transistoren Q1 und Q2 AUS. Aus diesem Grund fließt keine Spannung über den Widerstand. Da es zu keinem Spannungsabfall kommt, entspricht der Ausgangsstrom (Z) den +5V.
Wenn jedoch einer der Eingänge +5V entspricht oder beide Eingänge mit den 5V übereinstimmen, bleiben die ähnlichen Transistoren eingeschaltet. Somit bezieht sich der Ausgangsstrom auf die Masse und = 0V.
Logic Gate Wahrheitstabellen – Exclusive-OR Gate
Das Ex-OR-Gate ist eine Logikschaltung mit zwei Eingängen und einem einzigen Ausgang. Es nimmt den Logischen 1-Zustand an, wenn einer seiner beiden Eingänge den Logik-1-Zustand annimmt oder wenn sich beide Eingänge in Logik-Eins-Zustand befinden.
Außerdem nimmt die Ausgabe einen logischen 0-Zustand an. Sie können das Ex-OR-Gate wie einen Wechselrichter verwenden. Und dazu müssen Sie eine Eingangsklemme an Logik 1 anschließen.
Hier ist die Symbol- und Wahrheitstabelle:
Ex-OP-Tor
Quelle:
Wiki Commons
Wahrheitstabelle
Logic Gate Wahrheitstabellen – Exclusive-NOR GATE
Das X-NOR-Gate ist die Fusion des X-OR- und DES NOT-Gates. Es hat auch ein Zwei-Input- und ein Single-Output-Konzept.
Der X-NOR hat einen Logik-1-Ausgang, wenn beide Eingänge bei Logik 0 oder Logik 1 sind. Die Ausgabe wäre logisch 0, wenn ein Teil der Eingabe 1 ist, während der andere Teil 0 ist.
Sie können dieses Tor auch das Zufallstor nennen. Warum? Einfach! Es erzeugt nur ausgabe (1), wenn die Eingänge übereinstimmen.
Sie können dieses Gate auch als Wechselrichter verwenden, indem Sie zwei Eingangsklemmen zu Logik 0 verbinden.
Hier ist das Symbol:
Exklusiv-NOR Gate
Quelle:
Wiki Commons
Einhüllend
Millionen von Logikgattern haben jeweils ihre einzigartige Anwendung. Das AND-Gate fungiert als Enabling-Gate, mit dem Daten über einen Kanal verarbeitet werden können. Außerdem hilft das OP-Gate, mehr als ein Ereignis in einer Schaltung zu erkennen.
Der NOT-Gate-Typ funktioniert in den meisten Schaltungen wie ein Wechselrichter, während der NAND-Gate in fast allen Schaltungen universell einsetzbar ist. Das NOR-Gate ist ebenfalls universell, und das XOR- und XNOR-Gate bewertet arithmetische Operationen und hilft bei der Paritätserkennung bzw. Verschlüsselung in Schaltkreisen. Nun, das schließt diesen Artikel ab. Wenn Sie Fragen haben, können Sie uns gerne erreichen und wir helfen Ihnen gerne weiter.
