Logická hradla jsou malý digitální spínací obvod, který určuje výstup dvou nebo více vstupních funkcí v binárním formátu. Logická „1“ znamená ve své podstatě „pravda“ nebo „vysoká“, zatímco logická „0“ znamená „nepravda“ nebo „nízká“. Na základě různých logických operací se výstup liší. V logickém hradlu může být mnoho vstupů, ale výstup bude pouze jeden. Každé logické hradlo má svou vlastní pravdivostní tabulku, která představuje všechny kombinace vstupu a výstupu.

java concat řetězce

Obsah

• A Brána
• Úkon
• Typy
• Symbol
• Tabulka pravdy
• AND Gate z hlediska tranzistoru
• Aplikace
• Výhody
• Nevýhody
• Řešený příklad

Co je brána AND?

A brána je základ logická brána který provádí logické násobení binárního vstupu. Operace AND se provádí stejným způsobem jako standardní násobení 1s a 0s. A hradlo je logický obvod, který provádí operace AND na vstupu obvodu. Když jsou všechny vstupy 1, hradlo AND má výstup 1, jinak 0. Tečka (.) označuje operaci AND.

Provoz brány AND

Brána AND bere hodnoty jako vstup a vrací –

Vrátí 1, pokud jsou všechny vstupy 1.

Vrátí 0, pokud všechny vstupy nejsou 1.

Výraz AND Gate je následující –

Řekněme, že máme dva vstupy, A a B a výstup se nazývá X, pak výraz je:

X = (A . B)

Typy bran AND

Existují dva typy hradel AND podle počtu vstupů

2-Vstupní AND brána

Vyžaduje 2 vstupy a pravdivostní tabulka bude mít 2²= 4 možné kombinace. Pravdivostní tabulka 2 vstupních AND hradel je následující:

X= A ⋅ B

3-vstupní AND brána

Má tři vstupy a pouze jeden výstup. jsou 2³= 8 kombinací vstupu a výstupu.

X= A ⋅ B ⋅ C

Symbol brány AND

Níže je uveden symbol brány AND, A a B představují dva vstupy. Brána AND provádí logickou operaci AND na vstupech. Výstup je reprezentován čárou táhnoucí se od spodní části symbolu hradla AND.

A Brána S Stolem Pravdy

Tabulka pravdy A Brány

V dané pravdivostní tabulce Když jsou oba vstupy A a B 0, výstup je 0. Pokud je buď vstup A nebo B 0, zatímco druhý je 1, výstup je 0. Pouze když jsou oba vstupy A a B 1, výstup je 1.Toto chování odráží logickou operaci hradla AND, kde výstup je pravdivý (1), pouze když jsou všechny vstupy pravdivé (1).

3 vstupní AND brána

vytvoření spustitelného skriptu shellu

AND Gate z hlediska tranzistoru

Brána AND je jedním z hlavních stavebních bloků digitálních logických obvodů. Jeho činnost lze také vysvětlit pomocí konceptu tranzistorů

C++ gui

A reprezentace hradla z hlediska tranzistoru

Ve výše uvedeném diagramu tranzistor bude fungovat jako spínač. Když přivedeme napětí přes kolektorovou svorku, dosáhne napětí k emitorové svorce, když je základní svorka napětí mezi 0 a kolektorovým napětím.

Vezměme si příklad, kdy jsou oba vstupy 0. Když je napětí přiváděno přes kolektorový terminál tranzistoru Q1, emitorový terminál nepřijímá žádnou vstupní hodnotu, protože hodnota základního terminálu je 0. Podobně je emitor Q1 připojen ke kolektoru tranzistor Q2, neposkytuje žádný proud ani napětí. Výstup emitoru tranzistoru 2 je tedy 0 a v důsledku toho konečný výstup (Q) je také 0.

Aplikace brány AND

• Slouží k návrhu složitých obvodů jako např zmije , multiplikátory atd.
• Používá se při ovládání systému semaforů. Například: Zelené světlo by se mělo aktivovat, když jsou všechny silnice volné.
• Může být použit v bezpečnostním systému, kde lze AND bránu použít k aktivaci alarmu, když je hodně senzor jsou provozovány.
• Může být použit v technice detekce chyb a opravy chyb.

Výhody AND Gate

• Provádí operaci logické konjunkce. To znamená, že produkuje výstup „1“, když všechny jeho vstupy jsou „1“.
• Spotřebovává nízkou energii ve srovnání s jakýmkoli jiným komplexním logickým hradlem.
• Jeho použití je velmi snadné CMOS , TTL a mnoho dalších.

Nevýhody brány AND

• Brána AND má omezený výstupní rozsah. To znamená, že bude dávat vysoký výstup, když jsou všechny vstupy vysoké, jinak bude dávat nízký výstup.
• Zavádí zpoždění šíření, které může vést k problémům se synchronizací.

Řešený příklad

Člověk chce vybudovat domácí bezpečnostní systém. Logika je taková, že když jsou dveře otevřené a pohyb detekuje pohyb, pak by měl začít pípat alarm. Jakou logiku by měl postavit a jaké logické hradlo může použít?

Řešení: Vytvořme tabulku pravdivosti:

Předpokládejme, že stav dveří je „1“ při otevřených a „0“ při zavření.

Stav snímače pohybu je také „1“, když je detekován pohyb, jinak je „0“.

Dle dotazu je dáno, že alarm by se měl spustit při otevřených dveřích a detekci pohybu. Takže to lze implementovat pomocí brány AND, jak je vidět ve výše uvedené tabulce.

Stejně jako když jsou dveře otevřené a není detekován žádný pohyb, pak by se alarm neměl spustit a podle toho by neměly být spuštěny ani ostatní případy.

Závěr

V tomto článku jsme prošli bránou AND, viděli jsme jeho operace s jeho typy, prošli jsme také jeho symboly a pravdivostní tabulky, také jsme prošli jeho výhody a nevýhody, aplikace s vyřešenými příklady.

AND Gate – FAQ

Lze bránu AND použít k provádění dalších logických operací, jako je OR nebo NE?

Ne, brána AND sama o sobě nemůže provádět operace brány OR nebo NOT. Lze jej použít v kombinaci s jinou bránou k provedení operace.

Může mít brána AND různé úrovně napětí pro své vstupy?

Ne, brána AND nemůže mít jinou úroveň napětí. Mělo by mít správné vysoké nebo nízké napětí. Pokud tam není, AND brána nebude fungovat správně.

Může být brána AND použita k simulaci násobení v binární aritmetice?

Ano, binární násobení je možné provést pomocí brány AND. Logiku lze vytvořit pomocí konceptu skutečného násobení.