UN, VAI, NĒ, UN-NOT, VAI-NE loģikas vārti un to patiesības tabulas
Elektrisko ķēdi, kas paredzēta jebkuras loģiskas darbības veikšanai ar ievades datiem, sauc par loģisko elementu. Ievades dati šeit tiek attēloti spriegumu veidā dažādos līmeņos, un izejas loģiskās darbības rezultāts tiek iegūts arī sprieguma veidā noteiktā līmenī.
Šajā gadījumā operandi tiek nodoti binārajā apzīmējumā — loģiskā elementa ievade pieņem signālus augsta vai zema sprieguma veidā, kas būtībā kalpo kā ieejas dati. Tātad augsta līmeņa spriegums — tas ir loģisks 1 — nozīmē operanda patieso vērtību, un zema līmeņa spriegums 0 — viltus vērtību. 1 — PATIESI, 0 — NEPAREIZI.
Loģiskais elements — elements, kas realizē noteiktu loģisku savienojumu starp ieejas un izejas signāliem. Loģiskos elementus parasti izmanto, lai izveidotu datora loģiskās shēmas, diskrētas shēmas automātiskai kontrolei un vadībai.Visu veidu loģiskiem elementiem, neatkarīgi no to fiziskā rakstura, ir raksturīgas diskrētas ieejas un izejas signālu vērtības.
Loģiskajiem vārtiem ir viena vai vairākas ieejas un viena vai divas (parasti apgrieztas) izejas. Loģisko elementu izejas signālu "nulles" un "vieninieku" vērtības nosaka elementa veiktā loģiskā funkcija, bet ieejas signālu "nulles" un "vieninieku" vērtības, kas tiek atskaņotas. neatkarīgo mainīgo lomu. Ir elementāras loģikas funkcijas, kuras var izmantot, lai izveidotu jebkuru sarežģītu loģisko funkciju.
Atkarībā no elementa ķēdes izkārtojuma, no tā elektriskajiem parametriem, loģiskajiem līmeņiem (augstiem un zemiem sprieguma līmeņiem) ieejā un izejā ir vienādas vērtības augstajiem un zemajiem (patiesajiem un nepatiesajiem) stāvokļiem.
Tradicionāli loģiskie elementi tiek ražoti īpašu radio komponentu - integrālo shēmu veidā. Loģiskās darbības, piemēram, pievienošanās, atdalīšana, noraidīšana un modulo pievienošana (UN, VAI, NOT, ekskluzīvs VAI) ir pamatoperācijas, kas tiek veiktas ar pamattipu loģiskajiem elementiem. Apskatīsim tuvāk katru no šiem loģikas vārtu veidiem.
Loģiskais elements "UN" — savienojums, loģiskā reizināšana un UN
"UN" ir loģisks elements, kas ievades datiem veic savienošanu vai loģisku reizināšanu. Šim elementam var būt no 2 līdz 8 (izplatītākie ražošanā "UN" elementi ar 2, 3, 4 un 8 ieejām) ieejas un viena izeja.
Attēlā parādīti loģisko elementu simboli «AND» ar dažādu ieeju skaitu. Tekstā loģiskais elements «Un» ar vienu vai otru ieeju skaitu tiek apzīmēts kā «2I», «4I» utt. — elements "AND" ar divām ieejām, ar četrām ieejām utt.
Elementa 2I patiesības tabula parāda, ka elementa izvade būs loģiskā tikai tad, ja loģiskie ir gan pirmajā, gan otrajā ieejā. Pārējos trīs iespējamajos gadījumos izvade būs nulle.
Rietumu diagrammās elementa "Un" ikonai ir taisna līnija pie ieejas un noapaļota pie izejas. Iekšējās diagrammās — taisnstūris ar simbolu «&».
VAI loģiskais elements — disjunkcija, loģiskā pievienošana, VAI
"OR" ir loģisks elements, kas ievades datiem veic disjunktu vai loģisku pievienošanas darbību. Tas, tāpat kā elements "AND", tiek izveidots ar diviem, trīs, četriem utt. ieeja un viena izeja. Attēlā parādīti loģisko elementu simboli «OR» ar dažādu ieeju skaitu. Šie elementi ir marķēti šādi: 2OR, 3OR, 4OR utt.
Elementa «2OR» patiesības tabula parāda, ka loģiskās vienības parādīšanai izejā pietiek ar to, ka loģiskā vienība atrodas pirmajā ieejā VAI otrajā ieejā. Ja loģika būs uz divām ieejām vienlaikus, arī izeja būs viena.
Rietumu diagrammās elementam VAI ir noapaļots ieejas punkts un noapaļots izejas punkts. Iekšējās diagrammās — taisnstūris ar simbolu «1».
Loģiskie vārti «NO» — noliegums, invertors, NĒ
«NOT» ir loģisks elements, kas veic ieejas datu loģiskās noliegšanas darbību. Šo elementu, kuram ir viena izeja un tikai viena ieeja, sauc arī par invertoru, jo tas faktiski invertē (invertē) ieejas signālu. Attēlā parādīts loģiskā elementa "NĒ" parasts apzīmējums.
Invertora patiesības tabula parāda, ka augsts potenciāls ieejā rada zemu potenciālu izejā un otrādi.
Rietumu diagrammās elementa "NO" ikonai ir trīsstūra forma ar apli pie izejas. Uz bitu ķēdēm — taisnstūris ar simbolu «1» ar apli izejā.
Loģiskais elements «AND-NOT» — savienojums (loģiskā reizināšana) ar noliegumu, NAND
«UN-NOT» — loģisks elements, kas veic ievaddatu loģiskās pievienošanas operāciju un pēc tam loģiskās noliegšanas operāciju, rezultāts tiek ievadīts izvadā. Citiem vārdiem sakot, tas būtībā ir elements UN, kas papildināts ar elementu NOT. Attēlā parādīts loģiskā elementa "2I-NOT" nosacītais apzīmējums.
NAND elementa patiesības tabula ir pretēja elementa AND patiesības tabulai. Trīs nulles un viena vietā ir trīs vieninieki un nulle. NAND elements tiek saukts arī par Schaefer elementu par godu matemātiķim Henrijam Morisam Šēferam, kurš pirmais atzīmēja šī elementa nozīmi. loģiskā darbība 1913. gadā. Tas ir apzīmēts ar "Un", tikai ar apli pie izejas.
Loģiskais elements «OR-NOT» — disjunkcija (loģiskā saskaitīšana) ar noliegumu, NOR
«OR -NOT» — loģisks elements, kas veic ieejas datu loģiskās saskaitīšanas operāciju un pēc tam loģiskās noliegšanas operāciju, rezultāts tiek ievadīts izvadā. Citiem vārdiem sakot, tas ir "OR" elements, kas papildināts ar "NOT" elementu — invertoru. Attēlā parādīts loģiskā elementa "2OR-NOT" nosacītais apzīmējums.
Elementa VAI-NOT patiesības tabula ir pretēja elementa VAI patiesības tabulai. Augsts potenciāls izejā tiek iegūts tikai vienā gadījumā — zemi potenciāli tiek pielietoti vienlaicīgi abām ieejām. Apzīmēts kā "OR", tikai ar izvades apli, kas norāda uz inversiju.
Loģiskie vārti «ekskluzīvi VAI» — papildinājums modulo 2, XOR
"Exclusive OR" — loģisks elements, kas veic loģisku ievaddatu pievienošanas operāciju modulo 2, kuram ir divas ieejas un viena izeja. Šos elementus bieži izmanto kontroles shēmās. Attēlā parādīts šī elementa simbols.
Attēls Rietumu shēmās — kā «OR» ar papildu izliektu joslu ieejas malā, sadzīves — kā «OR», tikai «1» vietā tiks rakstīts «= 1».
Šo loģisko elementu sauc arī par "nevienlīdzību". Augsts sprieguma līmenis izejā būs tikai tad, ja ieejas signāli nebūs vienādi (viens viens, otrs nulle vai viens nulle un otrs), pat ja ieejā vienlaikus ir divi, izeja būt nulle — tā ir atšķirība no «OR». Šie loģiskie elementi tiek plaši izmantoti summatoros.