Logička vrata I, ILI, NE, I-NE, ILI-NE i njihove tablice istine

Električni krug dizajniran za izvođenje bilo koje logičke operacije na ulaznim podacima naziva se logički element. Ulazni podaci ovdje su predstavljeni u obliku napona na različitim razinama, a rezultat logičke operacije na izlazu također se dobiva u obliku napona na određenoj razini.

U ovom slučaju, operandi se prosljeđuju u binarnom zapisu — ulaz logičkog elementa prihvaća signale u obliku visokog ili niskog napona, koji u biti služe kao ulazni podaci. Dakle, napon visoke razine — to je logička 1 — znači pravu vrijednost operanda, a napon niske razine 0 — lažnu vrijednost. 1 - TOČNO, 0 - NETOČNO.

Logički element — element koji ostvaruje određenu logičku vezu između ulaznih i izlaznih signala. Logički elementi se obično koriste za izgradnju računalnih logičkih sklopova, diskretnih krugova za automatsku kontrolu i upravljanje.Sve vrste logičkih elemenata, bez obzira na njihovu fizičku prirodu, karakteriziraju diskretne vrijednosti ulaznih i izlaznih signala.

Logička vrata imaju jedan ili više ulaza i jedan ili dva (obično obrnuta) izlaza. Vrijednosti «nula» i «jedinica» izlaznih signala logičkih elemenata određene su logičkom funkcijom koju obavlja element, a vrijednosti «nula» i «jedinica» ulaznih signala, koje igraju uloga nezavisnih varijabli. Postoje elementarne logičke funkcije koje se mogu koristiti za konstruiranje bilo koje složene logičke funkcije.

Ovisno o rasporedu strujnog kruga elementa, o njegovim električnim parametrima, logičke razine (visoke i niske naponske razine) na ulazu i izlazu imaju iste vrijednosti za visoka i niska (istinita i lažna) stanja.

Tradicionalno se logički elementi proizvode u obliku posebnih radio komponenti — integriranih krugova. Logičke operacije kao što su spajanje, razdvajanje, negiranje i zbrajanje po modulu (I, ILI, NE, isključivo ILI) osnovne su operacije koje se izvode na logičkim elementima osnovnih tipova. Pogledajmo pobliže svaku od ovih vrsta logičkih vrata.

Logički element "I" — veza, logičko množenje i I

"I" je logički element koji izvodi ulančavanje ili logičko množenje ulaznih podataka. Ovaj element može imati od 2 do 8 (najčešći u proizvodnji "I" elementi sa 2, 3, 4 i 8 ulaza) ulaza i jedan izlaz.

Na slici su prikazani simboli logičkih elemenata «I» s različitim brojem ulaza. U tekstu je logički element «I» s jednim ili drugim brojem ulaza označen kao «2I», «4I» itd. — element "I" s dva ulaza, s četiri ulaza itd.

Tablica istine za element 2I pokazuje da će izlaz elementa biti logička jedinica samo ako su logičke jedinice i na prvom ulazu I na drugom ulazu. U ostala tri moguća slučaja izlaz će biti nula.

U zapadnim dijagramima, ikona elementa "I" ima ravnu liniju na ulazu i zaokruživanje na izlazu. Na unutarnjim dijagramima — pravokutnik sa simbolom «&».

ILI logički element — disjunkcija, logično sabiranje, ILI

"ILI" je logički element koji izvodi disjunktnu ili logičku operaciju zbrajanja ulaznih podataka. On se, kao i element "I", proizvodi s dva, tri, četiri itd. ulaz i jedan izlaz. Na slici su prikazani simboli logičkih elemenata «ILI» s različitim brojem ulaza. Ovi elementi su označeni na sljedeći način: 2OR, 3OR, 4OR, itd.

Tablica istine za element «2OR» pokazuje da je za pojavu logičke jedinice na izlazu dovoljno da je logička jedinica na prvom ulazu ILI na drugom ulazu. Ako će logika biti na dva ulaza u isto vrijeme, izlaz će također biti jedan.

U zapadnim dijagramima, OR element ima zaobljenu ulaznu točku i zaobljenu izlaznu točku. Na unutarnjim dijagramima — pravokutnik sa simbolom «1».

Logička vrata «NE» — negacija, pretvarač, NO

«NOT» je logički element koji izvodi operaciju logičke negacije nad ulaznim podacima. Ovaj element, koji ima jedan izlaz i samo jedan ulaz, naziva se i inverter jer zapravo invertira (invertira) ulazni signal. Slika prikazuje konvencionalni zapis logičkog elementa "NE".

Tablica istinitosti za pretvarač pokazuje da visoki potencijal na ulazu daje nizak potencijal na izlazu i obrnuto.

U zapadnim dijagramima ikona elementa «NE» ima oblik trokuta s krugom na izlazu. Na lancima bitova — pravokutnik sa simbolom «1» s krugom na izlazu.

Logički element «I-NE» — veza (logičko množenje) s negacijom, NAND

«I-NE» — logički element koji izvodi operaciju logičkog zbrajanja ulaznih podataka, a zatim operaciju logičke negacije, rezultat se šalje na izlaz. Drugim riječima, to je u osnovi element I nadopunjen elementom NE. Slika prikazuje konvencionalni zapis logičkog elementa «2I-NOT».

Tablica istinitosti za element NAND suprotna je tablici istinitosti za element AND. Umjesto tri nule i jedinice, postoje tri jedinice i nula. NAND element se također naziva Schaeferov element u čast matematičara Henryja Morrisa Schaefera, koji je prvi primijetio važnost ovoga logična operacija 1913. Označava se "I", samo s kružićem na izlazu.

Logički element «ILI-NE» — disjunkcija (logičko zbrajanje) s negacijom, NILI

«ILI -NE» — logički element koji izvodi operaciju logičkog zbrajanja na ulaznim podacima, a zatim operaciju logičke negacije, rezultat se šalje na izlaz. Drugim riječima, to je element "ILI" dopunjen elementom "NE" — pretvarač. Slika prikazuje konvencionalni zapis logičkog elementa «2ILI-NE».

Tablica istinitosti za element ILI-NE suprotna je tablici istinitosti za element ILI. Visoki potencijal na izlazu dobiva se samo u jednom slučaju - niski potencijali primjenjuju se istodobno na oba ulaza. Označeno kao «ILI», samo s izlaznim krugom koji označava inverziju.

Logička vrata «isključivo ILI» — zbrajanje po modulu 2, XOR

"Isključivo ILI" — logički element koji izvodi logičku operaciju zbrajanja ulaznih podataka po modulu 2, ima dva ulaza i jedan izlaz. Ovi se elementi često koriste u kontrolnim shemama. Na slici je prikazan simbol za ovaj element.

Slika u zapadnim shemama - kao "ILI" s dodatnom zakrivljenom trakom na strani ulaza, u domaćim - kao "ILI", samo će umjesto "1" biti napisano "= 1".

Ovaj logički element se također naziva "nejednakost". Visoka razina napona će biti na izlazu samo kada ulazni signali nisu jednaki (jedan jedan, drugi nula, ili jedan nula i drugi jedan), čak i ako na ulazu postoje dva istovremeno, izlaz će biti nula — to je razlika od «ILI». Ovi logički elementi naširoko se koriste u zbrajalima.