Logické brány sú malý digitálny spínací obvod, ktorý určuje výstup dvoch alebo viacerých vstupných funkcií v binárnom formáte. Logická „1“ znamená „pravda“ alebo „vysoká“, zatiaľ čo logická „0“ znamená „nepravda“ alebo „nízka“. Na základe rôznych logických operácií sa výstup líši. V logickom hradle môže byť veľa vstupov, ale bude len jeden výstup. Každá logická brána má svoju vlastnú pravdivostnú tabuľku, ktorá predstavuje všetky kombinácie vstupu a výstupu.

učiť selén

Obsah

• A Brána
• Prevádzka
• Typy
• Symbol
• Tabuľka pravdy
• A Brána z hľadiska tranzistora
• Aplikácie
• Výhody
• Nevýhody
• Vyriešený príklad

Čo je brána AND?

A brána je základ logická brána ktorý vykonáva logické násobenie binárneho vstupu. Operácia AND sa vykonáva rovnakým spôsobom ako štandardné násobenia 1s a 0s. A hradlo je logický obvod, ktorý vykonáva operácie AND na vstupe obvodu. Keď sú všetky vstupy 1, hradlo AND je na výstupe 1, inak je na výstupe 0. Bodka (.) označuje operáciu AND.

Prevádzka brány AND

A Brána berie hodnoty ako vstup a vracia –

Vráti 1, ak sú všetky vstupy 1.

Vráti 0, ak všetky vstupy nie sú 1.

Výraz AND Gate je nasledovný –

Povedzme, že máme dva vstupy, A a B a výstup sa nazýva X, potom výraz je:

X = (A . B)

Typy brán AND

Existujú dva typy brán AND na základe počtu vstupov

2-vstupová AND brána

Vyžaduje 2 vstupy a pravdivostná tabuľka bude mať 2²= 4 možné kombinácie. Pravdivostná tabuľka 2 vstupných AND hradel je nasledovná:

X= A ⋅ B

3-Vstup A Brána

Má tri vstupy a iba jeden výstup. Sú tam 2³= 8 kombinácií vstupu a výstupu.

X= A ⋅ B ⋅ C

nerovná sa mysql

Symbol brány AND

Nižšie je uvedený symbol brány AND, A a B predstavujú dva vstupy. Brána AND vykonáva logickú operáciu AND na vstupoch. Výstup je reprezentovaný čiarou siahajúcou od spodnej časti symbolu hradla AND.

A Brána S Tabuľkou Pravdy

Tabuľka pravdy brány AND

V danej pravdivostnej tabuľke Ak sú oba vstupy A a B 0, výstup je 0. Ak je buď vstup A alebo B 0, zatiaľ čo druhý je 1, výstup je 0. Len keď sú oba vstupy A a B 1, výstup je 1. Toto správanie odráža logickú operáciu hradla AND, kde výstup je pravdivý (1) iba vtedy, keď sú všetky vstupy pravdivé (1).

3 vstup A brána

A Brána z hľadiska tranzistora

Brána AND je jedným z hlavných stavebných blokov digitálnych logických obvodov. Jeho činnosť môže byť vysvetlená aj prostredníctvom konceptu tranzistorov

A reprezentácia brány z hľadiska tranzistora

Vo vyššie uvedenom diagrame tranzistor bude fungovať ako spínač. Keď aplikujeme napätie cez kolektorovú svorku, napätie dosiahne na emitorovú svorku, keď napätie základnej svorky je medzi 0 a kolektorovým napätím.

Vezmime si príklad, keď sú oba vstupy 0. Keď je napätie privádzané cez kolektorovú svorku tranzistora Q1, emitorová svorka neprijíma žiadnu vstupnú hodnotu, pretože hodnota základnej svorky je 0. Podobne je emitor Q1 pripojený ku kolektoru tranzistor Q2, neposkytuje žiadny prúd ani napätie. Výstup emitora tranzistora 2 je teda 0 a v dôsledku toho konečný výstup (Q) je tiež 0.

Aplikácie AND Gate

• Používa sa na návrh zložitých obvodov ako napr sčítačky , multiplikátory atď.
• Používa sa pri ovládaní systému semaforov. Napríklad: Zelené svetlo by sa malo aktivovať, keď sú všetky cesty voľné.
• Môže byť použitý v bezpečnostnom systéme, kde je možné použiť AND bránu na aktiváciu alarmu, keď je veľa senzor sú prevádzkované.
• Môže byť použitý v technike detekcie chýb a opravy chýb.

Výhody brány AND

• Vykonáva logickú konjunkčnú operáciu. To znamená, že produkuje výstup „1“, keď sú všetky jeho vstupy „1“.
• V porovnaní s akoukoľvek inou zložitou logickou bránou má nízku spotrebu energie.
• Jeho použitie je veľmi jednoduché CMOS , TTL a mnoho ďalších.

Nevýhody brány AND

• Brána AND má obmedzený výstupný rozsah. To znamená, že bude dávať vysoký výstup, keď sú všetky vstupy vysoké, inak bude dávať nízky výstup.
• Zavádza oneskorenie šírenia, ktoré môže viesť k problémom so synchronizáciou.

Vyriešený príklad

Osoba chce vybudovať domáci bezpečnostný systém. Logika je taká, že keď sú dvere otvorené a pohyb zaznamená pohybový senzor, potom by mal začať pípať alarm. Akú logiku by mal postaviť a aké logické hradlo môže použiť?

Riešenie: Zostavme tabuľku pravdivosti:

Predpokladajme, že stav dverí je „1“ pri otvorených a „0“ pri zatvorení.

Stav snímača pohybu je tiež „1“, keď je detekovaný pohyb, inak je „0“.

np.histogram

Podľa otázky je dané, že alarm by sa mal spustiť pri otvorených dverách a detekcii pohybu. Takže to možno implementovať pomocou brány AND, ako je vidieť v tabuľke vyššie.

Ako keď sú dvere otvorené a nie je detekovaný žiadny pohyb, potom by sa nemal spustiť alarm, a teda ani ostatné prípady.

Záver

V tomto článku sme prešli bránou AND, videli sme jej operácie s jej typmi, prešli sme aj jej symboly a pravdivostné tabuľky, prešli sme aj jej výhody a nevýhody, aplikácie s vyriešenými príkladmi.

AND Gate – často kladené otázky

Môže byť brána AND použitá na vykonávanie iných logických operácií, ako je OR alebo NOT?

Nie, brána AND nemôže vykonávať operácie brány OR alebo NOT. Môže sa použiť v kombinácii s inou bránou na vykonanie operácie.

Môže mať brána AND rôzne úrovne napätia pre svoje vstupy?

Nie, brána AND nemôže mať inú úroveň napätia. Mal by mať správne vysoké alebo nízke napätie. Ak tam nie je, tak brána AND nebude fungovať správne.

Môže sa použiť brána AND na simuláciu násobenia v binárnej aritmetike?

Áno, binárne násobenie je možné vykonať pomocou brány AND. Logiku je možné vytvoriť pomocou konceptu skutočného násobenia.