Circuitos Digitais - Portas Lógicas
Os circuitos eletrônicos digitais operam com tensões de two logic levelsa saber Logic Low e Logic High. A faixa de tensões correspondente ao Logic Low é representada por '0'. Da mesma forma, a faixa de tensões correspondente a Logic High é representada por '1'.
O circuito eletrônico digital básico que tem uma ou mais entradas e saída única é conhecido como Logic gate. Conseqüentemente, as portas lógicas são os blocos de construção de qualquer sistema digital. Podemos classificar essas portas lógicas nas três categorias a seguir.
- Portões básicos
- Portões universais
- Portões especiais
Agora, vamos discutir sobre as portas lógicas que vêm em cada categoria, uma por uma.
Portões básicos
Nos capítulos anteriores, aprendemos que as funções booleanas podem ser representadas na forma de soma de produtos ou na forma de soma de produtos com base no requisito. Portanto, podemos implementar essas funções booleanas usando portas básicas. As portas básicas são portas AND, OR & NOT.
E portão
Uma porta AND é um circuito digital que tem duas ou mais entradas e produz uma saída, que é a logical ANDde todas essas entradas. É opcional representar oLogical AND com o símbolo '.'.
A tabela a seguir mostra o truth table de porta AND de 2 entradas.
| UMA | B | Y = AB |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Aqui A, B são as entradas e Y é a saída de duas entradas AND gate. Se ambas as entradas forem '1', então apenas a saída Y será '1'. Para combinações restantes de entradas, a saída Y é '0'.
A figura a seguir mostra o symbol de uma porta AND, que tem duas entradas A, B e uma saída, Y.
Esta porta AND produz uma saída (Y), que é o logical ANDde duas entradas A, B. Da mesma forma, se houver 'n' entradas, a porta AND produzirá uma saída, que é o AND lógico de todas essas entradas. Isso significa que a saída da porta AND será '1', quando todas as entradas forem '1'.
OU portão
Uma porta OR é um circuito digital que possui duas ou mais entradas e produz uma saída, que é o OR lógico de todas essas entradas. estelogical OR é representado com o símbolo '+'.
A tabela a seguir mostra o truth table de porta OR de 2 entradas.
| UMA | B | Y = A + B |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
Aqui, A, B são as entradas e Y é a saída de duas entradas OU portas. Se ambas as entradas são '0', então apenas a saída Y é '0'. Para combinações restantes de entradas, a saída, Y é '1'.
A figura a seguir mostra o symbol de uma porta OR, que tem duas entradas A, B e uma saída, Y.
Esta porta OR produz uma saída (Y), que é o logical ORde duas entradas A, B. Da mesma forma, se houver 'n' entradas, a porta OU produzirá uma saída, que é o OU lógico de todas essas entradas. Isso significa que a saída de uma porta OR será '1', quando pelo menos uma dessas entradas for '1'.
NÃO portão
Uma porta NOT é um circuito digital que possui uma única entrada e uma única saída. A saída de NOT gate é ological inversionde entrada. Portanto, a porta NOT também é chamada de inversor.
A tabela a seguir mostra o truth table de NÃO portão.
| UMA | Y = A ' |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
Aqui, A e Y são a entrada e a saída da porta NOT, respectivamente. Se a entrada A for '0', então a saída Y será '1'. Da mesma forma, se a entrada A for '1', então a saída Y será '0'.
A figura a seguir mostra o symbol de NOT gate, que tem uma entrada A e uma saída Y.
Esta porta NOT produz uma saída (Y), que é o complement de entrada, A.
Portões universais
As portas NAND e NOR são chamadas de universal gates. Porque podemos implementar qualquer função booleana, que está na forma da soma dos produtos, usando apenas portas NAND. Da mesma forma, podemos implementar qualquer função booleana, que é um produto da forma de somas usando apenas portas NOR.
Portão NAND
A porta NAND é um circuito digital que possui duas ou mais entradas e produz uma saída, que é a inversion of logical AND de todas essas entradas.
A tabela a seguir mostra o truth table de porta NAND de 2 entradas.
| UMA | B | Y = (AB) ' |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Aqui, A, B são as entradas e Y é a saída de duas portas NAND de entrada. Quando ambas as entradas são '1', a saída Y é '0'. Se pelo menos uma das entradas for zero, a saída, Y, é '1'. Isso é exatamente o oposto da operação da porta AND de duas entradas.
A imagem a seguir mostra o symbol da porta NAND, que tem duas entradas A, B e uma saída, Y.
A operação da porta NAND é igual à da porta AND seguida por um inversor. É por isso que o símbolo da porta NAND é representado dessa forma.
Portão NOR
Porta NOR é um circuito digital que possui duas ou mais entradas e produz uma saída, que é a inversion of logical OR de todas essas entradas.
A tabela a seguir mostra o truth table de porta NOR de 2 entradas
| UMA | B | Y = (A + B) ' |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 |
Aqui, A, B são as entradas e Y é a saída. Se ambas as entradas forem '0', então a saída Y será '1'. Se pelo menos uma das entradas for '1', então a saída Y será '0'. Isso é exatamente o oposto da operação de porta OU de duas entradas.
A figura a seguir mostra o symbol da porta NOR, que tem duas entradas A, B e uma saída, Y.
A operação da porta NOR é igual à da porta OR seguida por um inversor. É por isso que o símbolo da porta NOR é representado assim.
Portões Especiais
As portas Ex-OR e Ex-NOR são chamadas de portas especiais. Porque, essas duas portas são casos especiais de portas OR e NOR.
Portão Ex-OR
A forma completa do portão Ex-OR é Exclusive-ORportão. Sua função é a mesma da porta OR, exceto em alguns casos, quando as entradas têm número par de unidades.
A tabela a seguir mostra o truth table de porta Ex-OR de 2 entradas.
| UMA | B | Y = A⊕B |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Aqui, A, B são as entradas e Y é a saída de duas portas Ex-OR de entrada. A tabela verdade da porta Ex-OR é a mesma da porta OR para as três primeiras linhas. A única modificação está na quarta linha. Isso significa que a saída (Y) é zero em vez de um, quando ambas as entradas são uma, já que as entradas têm número par de uns.
Portanto, a saída da porta Ex-OR é '1', quando apenas uma das duas entradas é '1'. E é zero, quando ambas as entradas são iguais.
A figura abaixo mostra o symbol da porta Ex-OR, que tem duas entradas A, B e uma saída, Y.
A operação da porta EX-OR é semelhante à da porta OR, exceto por algumas combinações de entradas. É por isso que o símbolo do portão Ex-OR é representado dessa forma. A saída da porta Ex-OR é '1', quando um número ímpar de portas está presente nas entradas. Portanto, a saída da porta Ex-OR também é chamada deodd function.
Portão Ex-NOR
A forma completa da porta Ex-NOR é Exclusive-NORportão. Sua função é a mesma da porta NOR, exceto em alguns casos, quando as entradas têm número par de unidades.
A tabela a seguir mostra o truth table de porta Ex-NOR de 2 entradas.
| UMA | B | Y = A⊙B |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Aqui, A, B são as entradas e Y é a saída. A tabela verdade da porta Ex-NOR é a mesma da porta NOR para as três primeiras linhas. A única modificação está na quarta linha. Isso significa que a saída é um em vez de zero, quando ambas as entradas são uma.
Portanto, a saída da porta Ex-NOR é '1', quando ambas as entradas são iguais. E é zero, quando ambas as entradas são diferentes.
A figura a seguir mostra o symbol da porta Ex-NOR, que tem duas entradas A, B e uma saída, Y.
A operação da porta Ex-NOR é semelhante à da porta NOR, exceto por algumas combinações de entradas. É por isso que o símbolo da porta Ex-NOR é representado dessa forma. A saída da porta Ex-NOR é '1', quando um número par de portas está presente nas entradas. Portanto, a saída da porta Ex-NOR também é chamada deeven function.
A partir das tabelas de verdade acima das portas lógicas Ex-OR e Ex-NOR, podemos facilmente notar que a operação Ex-NOR é apenas a inversão lógica da operação Ex-OR.