Bramki logiczne to mały cyfrowy obwód przełączający, który określa wyjście dwóch lub więcej wprowadzonych funkcji w formacie binarnym. Logiczne „1” oznacza z natury „Prawda” lub „Wysoki”, podczas gdy logiczne „0” oznacza z natury „Fałsz” lub „Niski”. W oparciu o różne operacje logiczne, dane wyjściowe są różne. Bramka logiczna może mieć wiele wejść, ale będzie tylko jedno wyjście. Każda bramka logiczna ma własną tablicę prawdy, która reprezentuje wszystkie kombinacje wejścia i wyjścia.

konwersja ciągu na json w Javie

Spis treści

• ORAZ Brama
• Operacja
• Typy
• Symbol
• Tabela prawdy
• Brama AND w kategoriach tranzystora
• Aplikacje
• Zalety
• Niedogodności
• Rozwiązany przykład

Co to jest bramka AND?

Brama ORAZ jest podstawą bramka logiczna który wykonuje logiczne mnożenie wejścia binarnego. Operację AND wykonuje się w taki sam sposób, jak standardowe mnożenie jedynek i zer. Bramka AND to obwód logiczny, który wykonuje operacje AND na wejściu obwodu. Gdy wszystkie wejścia mają wartość 1, bramka AND wyprowadza wartość 1, w przeciwnym razie wyprowadza wartość 0. Kropka (.) oznacza operację AND.

Działanie bramki AND

Bramka AND przyjmuje wartości jako dane wejściowe i zwraca –

Zwraca 1, jeśli wszystkie wejścia mają wartość 1.

Zwraca 0, jeśli wszystkie wejścia nie mają wartości 1.

Wyrażenie bramki AND jest następujące –

Załóżmy, że mamy dwa wejścia, A i B, a wynik nazywa się X, wówczas wyrażenie wygląda następująco:

X = (A. B)

Rodzaje bramek AND

Istnieją dwa typy bramek AND, w zależności od liczby wejść

2-wejściowa bramka AND

Wymaga 2 danych wejściowych, a tabela prawdy będzie miała 2²= 4 możliwe kombinacje. Tabela prawdy 2 wejściowych bramek AND jest następująca:

X= A ⋅ B

Bramka 3-wejściowa AND

Ma trzy wejścia i tylko jedno wyjście. Są 2³= 8 kombinacji wejścia i wyjścia.

jednorodna mieszanina

X= A ⋅ B ⋅ C

Symbol bramki AND

Poniżej podano symbol bramki AND, A i B reprezentują dwa wejścia. Bramka AND wykonuje logiczną operację AND na wejściach. Dane wyjściowe są reprezentowane przez linię rozciągającą się od dołu symbolu bramki AND.

ORAZ Brama Z Tablicą Prawdy

Tabela prawdy bramki AND

W podanej tabeli prawdy Gdy oba wejścia A i B mają wartość 0, wyjście wynosi 0. Jeśli którekolwiek wejście A lub B ma wartość 0, a drugie 1, wyjście wynosi 0. Tylko wtedy, gdy oba wejścia A i B mają wartość 1, wyjście wynosi 1. To zachowanie odzwierciedla działanie logiczne bramki AND, w której wynik jest prawdziwy (1) tylko wtedy, gdy wszystkie wejścia są prawdziwe (1).

Bramka AND z 3 wejściami

Brama AND w kategoriach tranzystora

Bramka AND jest jednym z głównych elementów składowych cyfrowych obwodów logicznych. Jego działanie można również wytłumaczyć koncepcją tranzystorów

Reprezentacja bramki AND w kategoriach tranzystora

Na powyższym schemacie tranzystor będzie działać jako przełącznik. Kiedy przykładamy napięcie przez zacisk kolektora, napięcie dociera do zacisku emitera, gdy napięcie na zacisku podstawy mieści się w zakresie od 0 do napięcia kolektora.

liczba pierwsza java

Weźmy przykład, gdy oba wejścia mają wartość 0. Gdy napięcie jest podawane przez zacisk kolektora tranzystora Q1, zacisk emitera nie otrzymuje żadnej wartości wejściowej, ponieważ wartość zacisku bazy wynosi 0. Podobnie emiter Q1 jest podłączony do kolektora tranzystora Q1. tranzystor Q2 nie dostarcza prądu ani napięcia. Zatem moc wyjściowa emitera tranzystora 2 wynosi 0, w wyniku czego moc wyjściowa końcowa (Q) również wynosi 0.

Zastosowania bramki AND

• Służy do projektowania skomplikowanych obwodów, takich jak sumatory , mnożniki itp.
• Służy do sterowania systemem sygnalizacji świetlnej. Na przykład: Zielone światło powinno zostać włączone, gdy wszystkie drogi są czyste.
• Można go zastosować w systemie bezpieczeństwa, gdzie bramka AND może zostać użyta do aktywacji alarmu, gdy jest ich dużo czujnik są operowane.
• Może być stosowany w technice wykrywania i korekcji błędów.

Zalety bramki AND

• Wykonuje operację logicznej koniunkcji. Oznacza to, że generuje wyjście „1”, gdy wszystkie jego wejścia mają wartość „1”.
• Zużywa mało energii w porównaniu do innych złożonych bramek logicznych.
• Jest bardzo łatwy do wdrożenia za pomocą CMOS , TTL i wiele innych.

Wady bramki AND

• Bramka AND ma ograniczony zakres wyjściowy. Oznacza to, że zapewni wysoką moc wyjściową, gdy wszystkie wejścia będą w stanie wysokim, w przeciwnym razie da niską moc wyjściową.
• Wprowadza opóźnienie propagacji, które może prowadzić do problemów z synchronizacją.

Rozwiązany przykład

Osoba chce zbudować system bezpieczeństwa w domu. Logika jest taka, że ​​gdy drzwi są otwarte i czujnik ruchu wykryje ruch, wówczas alarm powinien włączyć się. Jaką logikę powinien zbudować i jakiej bramki logicznej może użyć?

Rozwiązanie: Zbudujmy tabelę prawdy:

Załóżmy, że status drzwi to „1” po otwarciu i „0” po zamknięciu.

Ponadto stan czujnika ruchu to „1”, gdy wykryty ruch ma inny status „0”.

Zgodnie z pytaniem podano, że alarm powinien zostać uruchomiony w momencie otwarcia drzwi i wykrycia ruchu. Można to więc zaimplementować za pomocą bramki AND, jak widać w powyższej tabeli.

przekonwertuj ciąg znaków na bieżąco

Ponieważ gdy drzwi są otwarte i nie zostanie wykryty żaden ruch, alarm nie powinien zostać uruchomiony i podobnie w pozostałych przypadkach.

Wniosek

W tym artykule omówiliśmy bramkę AND, widzieliśmy jej działanie z jej typami, przejrzeliśmy także jej symbole i tablice prawdy, przeszliśmy także przez jej zalety i wady, zastosowania z rozwiązanymi przykładami.

AND Gate – często zadawane pytania

Czy bramka AND może być używana do wykonywania innych operacji logicznych, takich jak LUB lub NIE?

Nie, sama bramka AND nie może wykonywać operacji na bramce OR i NOT. Można go używać w połączeniu z inną bramką w celu wykonania operacji.

Czy bramka AND może mieć różne poziomy napięcia na wejściach?

Nie, bramka AND nie może mieć innego poziomu napięcia. Powinien mieć odpowiednie wysokie lub niskie napięcie. Jeśli go tam nie ma, bramka AND nie będzie działać poprawnie.

Czy można użyć bramki AND do symulacji mnożenia w arytmetyce binarnej?

Tak, mnożenie binarne można wykonać za pomocą bramki AND. Logikę można zbudować, korzystając z koncepcji rzeczywistego mnożenia.