كيف تعمل بوابات المنطق

في هذا المنشور سوف نفهم بشكل شامل ما هي البوابات المنطقية وعملها. سنلقي نظرة على التعريف الأساسي ، والرمز ، وجدول الحقيقة ، وبوابات الإدخال المتعددة ، وسنقوم أيضًا ببناء معادلات بوابة تعتمد على الترانزستور ، وأخيراً سنلقي نظرة عامة على العديد من الدوائر المتكاملة CMOS ذات الصلة.

ما هي بوابات المنطق

يمكن التعبير عن البوابة المنطقية في الدائرة الإلكترونية كوحدة مادية ممثلة من خلال دالة منطقية.

بمعنى آخر ، تم تصميم البوابة المنطقية لتنفيذ وظيفة منطقية باستخدام مدخلات ثنائية واحدة أو أكثر وتوليد إخراج ثنائي واحد.

يتم تكوين وتنفيذ البوابات المنطقية الإلكترونية بشكل أساسي باستخدام كتل أو عناصر أشباه الموصلات مثل الثنائيات أو الترانزستورات التي تعمل مثل مفاتيح التشغيل / الإيقاف التي لها نمط تبديل محدد جيدًا. تسهل البوابات المنطقية تسلسل البوابات بحيث تتيح بسهولة تكوين وظائف منطقية ، مما يجعل من الممكن إنشاء نماذج فيزيائية لجميع المنطق المنطقي. هذا يمكّن الخوارزميات والرياضيات من الكتابة باستخدام المنطق المنطقي.

قد تستخدم الدوائر المنطقية عناصر أشباه الموصلات في نطاق معددات الإرسال ، والسجلات ، ووحدات المنطق الحسابي (ALUs) ، وذاكرة الكمبيوتر ، وحتى المعالجات الدقيقة ، التي تتضمن ما يصل إلى 100 ثانية من ملايين البوابات المنطقية. في تطبيق اليوم ، ستجد في الغالب ترانزستورات ذات تأثير ميداني (FETs) ، يتم استخدامها لتصنيع بوابات منطقية ، وخير مثال على ذلك الترانزستورات ذات التأثير الميداني لأكسيد أشباه الموصلات أو الترانزستورات ذات التأثير الميداني أو MOSFETs.

لنبدأ البرنامج التعليمي باستخدام منطق AND بوابات.

ما هي بوابة المنطق 'AND'؟

هي بوابة إلكترونية يتحول ناتجها إلى 'مرتفع' أو '1' أو 'صحيح' أو تعطي 'إشارة إيجابية' عندما تكون جميع مدخلات بوابات AND 'عالية' أو '1' أو 'صحيحة' أو ' إشارة إيجابية '.
على سبيل المثال: قل في بوابة AND مع عدد 'n' من المدخلات ، إذا كانت جميع المدخلات 'عالية' فإن الإخراج يتحول إلى 'مرتفع'. حتى لو كان أحد المدخلات 'LOW' أو '0' أو 'false' أو 'إشارة سلبية' ، يتحول الإخراج إلى 'LOW' أو '0' أو 'false' أو يعطي 'إشارة سلبية'.

ملحوظة:
المصطلحات 'عالية' ، '1' ، 'إشارة إيجابية' ، 'صحيحة' هي نفسها بشكل أساسي (الإشارة الإيجابية هي الإشارة الإيجابية للبطارية أو مصدر الطاقة).
المصطلح 'LOW' ، '0' ، 'إشارة سلبية' ، 'خطأ' هي نفسها بشكل أساسي (الإشارة السلبية هي إشارة البطارية أو مصدر الطاقة السلبية).

رسم توضيحي لرمز المنطق والبوابة:

هنا 'A' و 'B' هما المدخلان و 'Y' هو الإخراج.
التعبير المنطقي للبوابة المنطقية AND: الناتج 'Y' هو مضاعفة المدخلات 'A' و 'B'. (أ ب) = ص.
يتم الإشارة إلى الضرب المنطقي بنقطة (.)
إذا كان 'A' يساوي '1' و 'B' يساوي '1' ، يكون الناتج (A.B) = 1 × 1 = '1' أو 'مرتفع'
إذا كان 'A' يساوي '0' و 'B' يساوي '1' يكون الناتج (A.B) = 0 × 1 = '0' أو 'منخفض'
إذا كان 'A' يساوي '1' و 'B' يساوي '0' يكون الناتج (A.B) = 1 × 0 = '0' أو 'منخفض'
إذا كان 'A' يساوي '0' و 'B' يساوي '0' يكون الناتج (A.B) = 0 × 0 = '0' أو 'منخفض'

تم تبسيط الشروط المذكورة أعلاه في جدول الحقيقة.

جدول الحقيقة (مدخلين):

3-بوابة الإدخال 'AND':

رسم توضيحي لثلاثة مدخلات وبوابة:

يمكن أن تحتوي البوابات المنطقية AND على عدد 'n' من المدخلات ، مما يعني أنه يمكن أن تحتوي على أكثر من مدخلين (سيكون للبوابات المنطقية AND على الأقل مدخلين ومخرج واحد دائمًا).

بالنسبة لبوابة و 3 مدخلات ، تتحول المعادلة المنطقية على النحو التالي: (ABC) = Y ، وبالمثل لـ 4 مدخلات وما فوق.

جدول الحقيقة لـ 3 مدخلات منطقية وبوابة:

منطق المدخلات المتعددة والبوابات:

لا تتوفر بوابات Logic AND المتاحة تجارياً إلا في 2 و 3 و 4 مدخلات. إذا كان لدينا أكثر من 4 مدخلات ، فعلينا أن نتسلل البوابات.

يمكن أن يكون لدينا ستة بوابات منطقية للإدخال وبوابات متتالية من خلال تتابع المدخلات والبوابات على النحو التالي:

الآن تصبح المعادلة المنطقية للدائرة أعلاه Y = (AB). (CD). (E.F)

ومع ذلك ، فإن جميع القواعد المنطقية المذكورة تنطبق على الدائرة المذكورة أعلاه.

إذا كنت ستستخدم 5 مدخلات فقط من المدخلات والبوابات الستة المذكورة أعلاه ، فيمكننا توصيل مقاوم سحب في أي دبوس واحد والآن يصبح 5 مدخلات وبوابة.

بوابة المنطق AND المدخلات الثنائية القائمة على الترانزستور:

الآن نحن نعلم ، كيف تعمل البوابة المنطقية AND ، دعونا نبني مدخلين وبوابة باستخدام اثنين من الترانزستورات NPN. يتم إنشاء الدوائر المتكاملة المنطقية بنفس الطريقة تقريبًا.

اثنان من الترانزستور ومخطط البوابة:

عند الإخراج 'Y' يمكنك توصيل مؤشر LED إذا كان الناتج مرتفعًا ، سوف يتوهج مؤشر LED (طرف LED + V عند 'Y' بمقاوم 330 أوم وسالب إلى GND).

عندما نطبق إشارة عالية على قاعدة الترانزستورات ، يتم تشغيل كلا الترانزستورات ، وستكون إشارة + 5V متاحة عند باعث T2 ، وبالتالي يصبح الناتج مرتفعًا.

إذا كان أي من الترانزستور في وضع إيقاف التشغيل ، فلن يتوفر جهد موجب عند باعث T2 ، ولكن نظرًا لمقاومة 1K المنسدلة ، سيكون الجهد السالب متاحًا عند الإخراج ، لذلك يُشار إلى الإخراج على أنه منخفض.

الآن أنت تعرف كيفية بناء منطق AND بوابة خاصة بك.

رباعية وبوابة IC 7408:

إذا كنت ترغب في شراء بوابة المنطقية AND من السوق ، فستحصل على التكوين أعلاه.
يحتوي على 14 دبوسًا ، الدبوس رقم 7 والدبوس رقم 14 هما GND و Vcc على التوالي. تعمل بجهد 5 فولت.

تأخير نشر:

تأخير الانتشار هو الوقت الذي يستغرقه الناتج للتغيير من LOW إلى HIGH والعكس صحيح.
تأخير الانتشار من LOW إلى HIGH هو 27 نانوثانية.
تأخير الانتشار من HIGH إلى LOW هو 19 نانوثانية.
الدوائر المتكاملة الأخرى المتاحة بشكل عام للبوابة 'AND':

• 74LS08 رباعية 2-المدخلات
• 74LS11 ثلاثية 3 مدخلات
• 74LS21 Dual 4-input
• CD4081 رباعي 2-المدخلات
• CD4073 ثلاثي 3 مداخل
• CD4082 Dual 4-input

يمكنك دائمًا الرجوع إلى ورقة البيانات الخاصة بالروابط المذكورة أعلاه لمزيد من المعلومات.

كيف المنطق 'حصري NOR' وظيفة البوابة

في هذا المنشور سوف نستكشف بوابة 'Ex-NOR' المنطقية أو بوابة Exclusive-NOR. سنلقي نظرة على التعريف الأساسي والرمز وجدول الحقيقة والدائرة المكافئة Ex-NOR وإدراك Ex-NOR باستخدام منطق NAND بوابات وأخيرًا ، سنلقي نظرة عامة على quad 2 input Ex-OR gate IC 74266.

ما هي بوابة 'Exclusive NOR'؟

إنها بوابة إلكترونية ، يتحول ناتجها إلى 'مرتفع' أو '1' أو 'صحيح' أو تعطي 'إشارة إيجابية' عندما تكون المدخلات عددًا زوجيًا من المنطق '1s' (أو 'صحيح' أو 'مرتفع' أو ' إشارة إيجابية ').

على سبيل المثال: قل بوابة NOR الحصرية مع عدد 'n' من المدخلات ، إذا كانت المدخلات منطقية 'HIGH' مع 2 أو 4 أو 6 مدخلات (عدد زوجي من المدخلات '1s') يتحول الإخراج إلى 'HIGH'.

حتى إذا لم نطبق أي منطق 'مرتفع' على دبابيس الإدخال (أي الرقم الصفري للمنطق 'HIGH' وكل المنطق 'LOW') ، فإن 'الصفر' يظل رقمًا زوجيًا يتحول الناتج إلى 'HIGH'.
إذا كان عدد المنطق '1s' المطبق هو ODD فإن الناتج يتحول إلى 'LOW' (أو '0' أو 'false' أو 'إشارة سلبية').

هذا هو عكس البوابة المنطقية 'Exclusive OR' حيث يتحول خرجها إلى 'HIGH' عندما تكون المدخلات هي رقم ODD للمنطق '1s'.
ملحوظة:

المصطلحات 'عالية' ، '1' ، 'إشارة إيجابية' ، 'صحيحة' هي نفسها بشكل أساسي (الإشارة الإيجابية هي الإشارة الإيجابية للبطارية أو مصدر الطاقة).

المصطلح 'LOW' ، '0' ، 'إشارة سلبية' ، 'خطأ' هي نفسها بشكل أساسي (الإشارة السلبية هي إشارة البطارية أو مصدر الطاقة السلبية).

رسم توضيحي لبوابة المنطق 'Exclusive NOR':

حلبة مكافئة لبوابة 'NOR' الحصرية:

ما سبق هو الدائرة المكافئة للمنطق Ex-NOR ، والتي هي في الأساس مزيج من بوابة المنطق 'Exclusive OR' والبوابة المنطقية 'NOT'.
هنا 'A' و 'B' هما المدخلان و 'Y' هو الإخراج.
التعبير المنطقي لبوابة Ex-NOR المنطقية: Y = (AB) ̅ + AB.
إذا كان 'A' يساوي '1' و 'B' يساوي '1' يكون الناتج ((AB) ̅ + AB) = 0 + 1 = '1' أو 'HIGH'
إذا كان 'A' يساوي '0' و 'B' يساوي '1' يكون الناتج ((AB) ̅ + AB) = 0 + 0 = '0' أو 'LOW'
إذا كان 'A' يساوي '1' و 'B' يساوي '0' يكون الناتج ((AB) ̅ + AB) = 0 + 0 = '0' أو 'LOW'
إذا كانت 'A' تساوي '0' و 'B' تساوي '0' يكون الناتج ((AB) ̅ + AB) = 1 + 1 = '1' أو 'HIGH'
تم تبسيط الشروط المذكورة أعلاه في جدول الحقيقة.

جدول الحقيقة (مدخلين):

3 مدخلات NOR بوابة حصرية:

رسم توضيحي لثلاثة مدخلات بوابة Ex-NOR:

جدول الحقيقة لـ 3 بوابة منطقية إدخال EX-OR:

بالنسبة لبوابة Ex-NOR الثلاثة ، تصبح المعادلة المنطقية: A: (BC) ̅ + ABC ̅ + AB ̅C + A BC.
البوابة المنطقية “Ex-NOR” ليست بوابة منطقية أساسية ، ولكنها مجموعة من بوابات منطقية مختلفة. يمكن تحقيق بوابة Ex-NOR باستخدام بوابات منطقية 'OR' وبوابة منطقية 'AND' وبوابة منطقية 'NAND' على النحو التالي:

دائرة مكافئة لبوابة 'Exclusive NOR':

التصميم أعلاه له عيب كبير ، نحتاج إلى 3 بوابات منطقية مختلفة لإنشاء بوابة Ex-NOR واحدة. ولكن يمكننا التغلب على هذه المشكلة من خلال تنفيذ بوابة Ex-NOR مع بوابات منطقية 'NAND' فقط ، وهذا أمر اقتصادي أيضًا.

بوابة NOR الحصرية باستخدام بوابة NAND:

تُستخدم بوابات NOR الحصرية لأداء مهام الحوسبة المعقدة مثل العمليات الحسابية ، والإضافات الثنائية ، والطرح الثنائي ، ومدققات التكافؤ ، ويتم استخدامها كمقارنات رقمية.

المنطق الحصري- بوابة NOR IC 74266:

إذا كنت ترغب في شراء بوابة Logic Ex-NOR من السوق ، فستحصل على تكوين DIP أعلاه.
يحتوي على 14 دبوسًا ، الدبوس رقم 7 والدبوس رقم 14 هما GND و Vcc على التوالي. تعمل بجهد 5 فولت.

تأخير نشر:

تأخير الانتشار هو الوقت الذي يستغرقه الإخراج للتغيير من LOW إلى HIGH والعكس صحيح بعد إعطاء المدخلات.

تأخير الانتشار من LOW إلى HIGH هو 23 نانوثانية.

تأخير الانتشار من HIGH إلى LOW هو 23 نانوثانية.

الدوائر المتكاملة للبوابات 'EX-NOR' المتاحة بشكل عام:
74LS266 رباعية 2-المدخلات
CD4077 رباعي 2-المدخلات

كيف تعمل بوابة NAND

في الشرح أدناه سوف نستكشف بوابة NAND ذات المنطق الرقمي. سنلقي نظرة على التعريف الأساسي ، والرمز ، وجدول الحقيقة ، وبوابة NAND متعددة المدخلات ، وسنقوم ببناء بوابة NAND ذات مدخلات ترانزستور ، وبوابات منطقية مختلفة باستخدام بوابة NAND فقط ، وأخيراً سنلقي نظرة عامة على بوابة NAND IC 7400.

ما هي بوابة المنطق 'NAND'؟

إنها بوابة إلكترونية يتحول خرجها إلى 'LOW' أو '0' أو 'false' أو تعطي 'إشارة سلبية' عندما تكون جميع مدخلات بوابات NAND 'عالية' أو '1' أو 'صحيحة' أو ' إشارة إيجابية '.

على سبيل المثال: قل بوابة NAND مع عدد 'n' من المدخلات ، إذا كانت جميع المدخلات 'عالية' ، يتحول الناتج إلى 'LOW'. حتى لو كان أحد المدخلات 'LOW' أو '0' أو 'false' أو 'إشارة سلبية' ، فإن الناتج يتحول إلى 'HIGH' أو '1' أو 'true' أو يعطي 'إشارة إيجابية'.

ملحوظة:

المصطلحات 'عالية' ، '1' ، 'إشارة إيجابية' ، 'صحيحة' هي نفسها بشكل أساسي (الإشارة الإيجابية هي الإشارة الإيجابية للبطارية أو مصدر الطاقة).
المصطلح 'LOW' ، '0' ، 'إشارة سلبية' ، 'خطأ' هي نفسها بشكل أساسي (الإشارة السلبية هي إشارة البطارية أو مصدر الطاقة السلبية).

رسم توضيحي لرمز بوابة Logic NAND:

هنا 'A' و 'B' هما المدخلان و 'Y' هو الإخراج.

هذا الرمز هو بوابة 'AND' مع انعكاس 'o'.

الدائرة المكافئة لبوابة المنطق 'NAND':

بوابة NAND المنطقية هي مزيج من البوابة المنطقية 'AND' والبوابة المنطقية 'NOT'.

التعبير المنطقي لبوابة NAND المنطقية: الناتج 'Y' هو الضرب التكميلي للمدخلين 'أ' و 'ب'. ص = ((AB) ̅)

يُشار إلى الضرب المنطقي بنقطة (.) ويتم تمثيل الضرب التكميلي (الانقلاب) بشريط (-) فوق حرف.

إذا كان 'A' يساوي '1' و 'B' يساوي '1' يكون الناتج ((A.B) ̅) = (1 x 1) ̅ = '0' أو 'LOW'
إذا كان 'A' يساوي '0' و 'B' يساوي '1' يكون الناتج ((A.B) ̅) = (0 x 1) ̅ = '1' أو 'HIGH'
إذا كان 'A' يساوي '1' و 'B' يساوي '0' يكون الناتج ((A.B) ̅) = (1 x 0) ̅ = '1' أو 'HIGH'
إذا كان 'A' يساوي '0' و 'B' يساوي '0' يكون الناتج ((A.B) ̅) = (0 x 0) ̅ = '1' أو 'HIGH'

تم تبسيط الشروط المذكورة أعلاه في جدول الحقيقة.

جدول الحقيقة (مدخلين):

3-مدخلات بوابة NAND:

رسم توضيحي لثلاثة مدخلات NAND بوابة:

يمكن أن تحتوي بوابات NAND المنطقية على عدد 'n' من المدخلات ، مما يعني أنه يمكن أن تحتوي على أكثر من مدخلين

(ستحتوي بوابات NAND المنطقية على مدخلين على الأقل ودائمًا مخرج واحد).
بالنسبة لبوابة NAND ذات 3 مدخلات ، تتحول المعادلة المنطقية على النحو التالي: ((ABC) ̅) = Y ، وبالمثل لـ 4 مدخلات وما فوق.

جدول الحقيقةلـ 3 بوابة NAND منطقية للإدخال:

منطق المدخلات المتعددة NAND Gates:

لا تتوفر بوابات Logic NAND المتاحة تجارياً إلا في 2 و 3 و 4 مدخلات. إذا كان لدينا أكثر من 4 مدخلات ، فعلينا أن نتسلل البوابات.
على سبيل المثال ، يمكن أن يكون لدينا أربعة بوابة NAND منطقية للإدخال عن طريق تتابع 5 بوابتين من بوابات NAND على النحو التالي:

الآن تصبح المعادلة المنطقية للدائرة أعلاه Y = ((ABCD) ̅)

ومع ذلك ، فإن جميع القواعد المنطقية المذكورة تنطبق على الدائرة المذكورة أعلاه.

إذا كنت ستستخدم 3 مدخلات فقط من بوابة NAND الأربعة المذكورة أعلاه ، فيمكننا توصيل المقاوم للسحب بأي دبوس واحد والآن يصبح 3 مدخلات NAND بوابة.

بوابة NAND المنطقية القائمة على الترانزستور:

الآن نحن نعلم ، كيف تعمل بوابة NAND المنطقية ، فلنقم ببناء بوابة NAND ذات دخلين باستخدام اثنين

الترانزستورات NPN. يتم إنشاء الدوائر المتكاملة المنطقية بنفس الطريقة تقريبًا.
اثنين من بوابة NAND الترانزستور التخطيطي:

عند الإخراج 'Y' يمكنك توصيل مؤشر LED إذا كان الناتج مرتفعًا ، وسوف يتوهج مؤشر LED (طرف LED + Ve عند 'Y' بمقاوم 330 أوم وسالب إلى GND).

عندما نطبق إشارة عالية على قاعدة الترانزستورين ، يتم تشغيل كلا الترانزستورات ، ستكون إشارة الأرض متاحة عند جامع T1 ، وبالتالي يتحول الإخراج إلى 'LOW'.

إذا كان أي من الترانزستور في وضع إيقاف التشغيل ، أي تطبيق إشارة 'LOW' على القاعدة ، فلن تكون هناك إشارة أرضية متاحة عند جامع T1 ، ولكن نظرًا لمقاومة سحب 1K لأعلى ، ستكون الإشارة الموجبة متاحة عند الخرج والمخرج يتحول 'متوسط'.

الآن أنت تعرف كيفية إنشاء بوابة NAND المنطقية الخاصة بك.

بوابات منطقية مختلفة باستخدام بوابة NAND:

تُعرف بوابة NAND أيضًا باسم 'البوابة المنطقية الشاملة' لأننا نستطيع عمل أي منطق منطقي باستخدام هذه البوابة الواحدة. هذه ميزة لتصنيع الدوائر المتكاملة بوظائف منطقية مختلفة وتصنيع بوابة واحدة أمر اقتصادي.

في المخططات أعلاه ، يتم عرض 3 أنواع فقط من البوابات ، ولكن يمكننا عمل أي منطق منطقي.

بوابة رباعية NAND IC 7400:

إذا كنت ترغب في شراء بوابة NAND منطقية من السوق ، فستحصل على تكوين DIP أعلاه.
يحتوي على 14 دبوسًا ، الدبوس رقم 7 والدبوس رقم 14 هما GND و Vcc على التوالي. تعمل بجهد 5 فولت.

تأخير نشر:

تأخير الانتشار هو الوقت الذي يستغرقه الإخراج للتغيير من LOW إلى HIGH والعكس صحيح بعد إعطاء الإدخال.

تأخير الانتشار من LOW إلى HIGH هو 22 نانوثانية.
تأخير الانتشار من HIGH إلى LOW هو 15 نانوثانية.
هناك العديد من الدوائر المتكاملة الأخرى لبوابة NAND:

• 74LS00 رباعي 2-المدخلات
• 74LS10 ثلاثية 3 مدخلات
• 74LS20 مزدوج 4 مدخلات
• 74LS30 واحد 8 مدخلات
• CD4011 رباعي 2-المدخلات
• CD4023 ثلاثي 3 مداخل
• CD4012 Dual 4-input

كيف تعمل بوابة NOR

سنقوم هنا باستكشاف بوابة NOR للمنطق الرقمي. سنلقي نظرة على التعريف الأساسي ، والرمز ، وجدول الحقيقة ، وبوابة NOR متعددة المدخلات ، وسنقوم ببناء بوابة NOR على أساس الترانزستور ، وبوابات منطقية مختلفة باستخدام بوابة NOR فقط ، وأخيراً سنلقي نظرة عامة على بوابة NOR IC 7402.

ما هي بوابة المنطق 'NOR'؟

إنها بوابة إلكترونية يتحول خرجها إلى 'عالي' أو '1' أو 'صحيح' أو تعطي 'إشارة إيجابية' عندما تكون جميع مدخلات بوابات NOR 'منخفضة' أو '0' أو 'خطأ' أو ' إشارة سلبية '.

على سبيل المثال: قل بوابة NOR مع عدد 'n' من المدخلات ، إذا كانت جميع المدخلات 'LOW' فإن الإخراج يتحول إلى 'HIGH'. حتى لو كان أحد المدخلات 'HIGH' أو '1' أو 'true' أو 'إشارة موجبة' ، يتحول الإخراج إلى 'LOW' أو '0' أو 'false' أو يعطي 'إشارة سلبية'.

ملحوظة:

المصطلحات 'عالية' ، '1' ، 'إشارة إيجابية' ، 'صحيحة' هي نفسها بشكل أساسي (الإشارة الإيجابية هي الإشارة الإيجابية للبطارية أو مصدر الطاقة).
المصطلح 'LOW' ، '0' ، 'إشارة سلبية' ، 'خطأ' هي نفسها بشكل أساسي (الإشارة السلبية هي إشارة البطارية أو مصدر الطاقة السلبية).

رسم توضيحي لرمز بوابة Logic NOR:

هنا 'A' و 'B' هما المدخلان و 'Y' هو الإخراج.

هذا الرمز هو بوابة 'OR' مع انعكاس 'o'.

الدائرة المكافئة لبوابة المنطق 'NOR':

بوابة NOR المنطقية هي مزيج من البوابة المنطقية 'OR' والبوابة المنطقية 'NOT'.

التعبير المنطقي لبوابة NOR المنطقية: الناتج 'Y' هو إضافة تكميلية للمدخلين 'A' و 'B'. ص = ((أ + ب) ̅)

يُشار إلى الإضافة المنطقية بعلامة (+) ويتم تمثيل (الانعكاس) التكميلي بشريط (-) فوق حرف.

إذا كان 'A' يساوي '1' و 'B' هو '1' يكون الناتج ((A + B) ̅) = (1+ 1) ̅ = '0' أو 'LOW'
إذا كان 'A' يساوي '0' و 'B' يساوي '1' يكون الناتج ((A + B) ̅) = (0+ 1) ̅ = '0' أو 'LOW'
إذا كان 'A' يساوي '1' و 'B' يساوي '0' يكون الناتج ((A + B) ̅) = (1+ 0) ̅ = '0' أو 'LOW'
إذا كانت 'A' تساوي '0' و 'B' تساوي '0' يكون الناتج ((A + B) ̅) = (0+ 0) ̅ = '1' أو 'HIGH'

تم تبسيط الشروط المذكورة أعلاه في جدول الحقيقة.

جدول الحقيقة (مدخلين):

3-مدخلات بوابة 'NOR':

رسم توضيحي لبوابة NOR 3 مدخلات:

يمكن أن تحتوي بوابات Logic NOR على عدد 'n' من المدخلات ، مما يعني أنه يمكن أن تحتوي على أكثر من مدخلين (سيكون لبوابات Logic NOR مدخلين على الأقل ومخرج واحد دائمًا).

بالنسبة لبوابة NOR ذات 3 مدخلات ، تتحول المعادلة المنطقية على النحو التالي: ((A + B + C) ̅) = Y ، وبالمثل لـ 4 مدخلات وما فوق.

جدول الحقيقة لـ 3 بوابة NOR المنطقية للإدخال:

منطق المدخلات المتعددة NOR Gates:

لا تتوفر بوابات Logic NOR المتوفرة تجارياً إلا في 2 و 3 و 4 مدخلات. إذا كان لدينا أكثر من 4 مدخلات ، فعلينا أن نتسلل البوابات.
على سبيل المثال ، يمكن أن يكون لدينا أربعة بوابة NOR منطقية للإدخال من خلال تتابع 5 بوابتين NOR على النحو التالي:

الآن تصبح المعادلة المنطقية للدائرة أعلاه Y = ((A + B + C + D) ̅)

ومع ذلك ، فإن جميع القواعد المنطقية المذكورة تنطبق على الدائرة المذكورة أعلاه.

إذا كنت ستستخدم 3 مدخلات فقط من بوابة NOR الأربعة المذكورة أعلاه ، فيمكننا توصيل المقاوم المنسدل بأي واحد من الدبوس ويصبح الآن بوابة NOR 3 مدخلات.

بوابة NOR المنطقية ثنائية الإدخال القائمة على الترانزستور:

الآن نحن نعلم ، كيف تعمل بوابة NOR المنطقية ، فلنقم ببناء بوابة NOR ذات دخلين باستخدام ترانزستورات NPN. يتم إنشاء الدوائر المتكاملة المنطقية بنفس الطريقة تقريبًا.
اثنين من بوابة NOR الترانزستور التخطيطي:

عند الإخراج 'Y' يمكنك توصيل مؤشر LED إذا كان الناتج مرتفعًا ، وسوف يتوهج مؤشر LED (طرف LED + Ve عند 'Y' بمقاوم 330 أوم وسالب إلى GND).

عندما نطبق إشارة 'HIGH' على قاعدة الترانزستورين ، يتم تشغيل كلا الترانزستورين وستكون الإشارة الأرضية متاحة عند جامع T1 و T2 ، وبالتالي يتحول الإخراج إلى 'LOW'.

إذا طبقنا 'HIGH' على أي واحد من الترانزستور ، فستظل الإشارة السالبة متاحة عند الخرج ، مما يجعل الإخراج يذهب إلى 'LOW'.

إذا طبقنا إشارة 'LOW' على قاعدة اثنين من الترانزستورات ، يتم إيقاف تشغيل كلاهما ، ولكن بسبب مقاومة السحب ، يتحول الخرج إلى 'HIGH'.
الآن أنت تعرف كيفية إنشاء بوابة NOR المنطقية الخاصة بك.

بوابات منطقية مختلفة باستخدام بوابة NOR:

ملاحظة: NAND و NOR هما البوابتان المعروفان باسم البوابات العالمية.

بوابة NOR هي أيضًا 'بوابة منطقية عالمية' لأننا نستطيع عمل أي منطق منطقي باستخدام هذه البوابة الواحدة. هذه ميزة لتصنيع الدوائر المتكاملة بوظائف منطقية مختلفة وتصنيع بوابة واحدة أمر اقتصادي ، وهذا هو نفسه بالنسبة لبوابة NAND أيضًا.

في المخططات المذكورة أعلاه ، يتم عرض 3 أنواع فقط من البوابات ، ولكن يمكننا عمل أي منطق منطقي.
بوابة رباعية NOR IC 7402:

إذا كنت ترغب في شراء بوابة NOR المنطقية من السوق ، فستحصل على تكوين DIP أعلاه.
يحتوي على 14 دبوسًا ، الدبوس رقم 7 والدبوس رقم 14 هما GND و Vcc على التوالي. تعمل بجهد 5 فولت.

تأخير نشر:

تأخير الانتشار هو الوقت الذي يستغرقه الإخراج للتغيير من LOW إلى HIGH والعكس صحيح بعد إعطاء الإدخال.

تأخير الانتشار من LOW إلى HIGH هو 22 نانوثانية.
تأخير الانتشار من HIGH إلى LOW هو 15 نانوثانية.
هناك العديد من الدوائر المتكاملة الأخرى لبوابة NOR المتاحة:

• 74LS02 رباعية 2-المدخلات
• 74LS27 ثلاثية 3 مدخلات
• 74LS260 ثنائي 4 مدخلات
• CD4001 رباعي 2-المدخلات
• CD4025 ثلاثي 3 مداخل
• CD4002 4 مدخلات مزدوجة

بوابة المنطق

في هذا المنشور سوف نستكشف بوابة المنطق 'NOT'. سوف نتعلم عن التعريف الأساسي والرمز وجدول الحقيقة ومكافئات بوابة NAND و NOR ومحولات Schmitt و Schmitt NOT بوابة مذبذب وليس بوابة باستخدام الترانزستور وأخيراً سنلقي نظرة على المنطق NOT بوابة العاكس IC 7404.

قبل أن نبدأ في النظر في تفاصيل البوابة المنطقية NOT والتي تسمى أيضًا بالعاكس الرقمي ، يجب على المرء ألا يخلط بينه وبين 'محولات الطاقة' المستخدمة في إمدادات الطاقة الشمسية أو الاحتياطية في المنزل أو المكتب.

ما هي بوابة المنطق 'NOT'؟

وهي عبارة عن مدخل منفرد وبوابة منطقية خرج واحدة يكون خرجها مكملاً للإدخال.

ينص التعريف أعلاه على أنه إذا كان الإدخال 'عالي' أو '1' أو 'صحيح' أو 'إشارة إيجابية' ، فسيكون الناتج 'منخفض' أو '0' أو 'خطأ' أو 'إشارة سلبية'.

إذا كان الإدخال 'LOW' أو '0' أو 'false' أو 'إشارة سلبية' ، فسيتم عكس الإخراج إلى 'HIGH' أو '1' أو 'true' أو 'إشارة إيجابية'

ملحوظة:

المصطلحات 'عالية' ، '1' ، 'إشارة إيجابية' ، 'صحيحة' هي نفسها بشكل أساسي (الإشارة الإيجابية هي الإشارة الإيجابية للبطارية أو مصدر الطاقة).
المصطلح 'LOW' ، '0' ، 'إشارة سلبية' ، 'خطأ' هي نفسها بشكل أساسي (الإشارة السلبية هي إشارة البطارية أو مصدر الطاقة السلبية).

توضيح لبوابة المنطق NOT:

لنفترض أن 'A' هو المدخل و 'Y' هو الناتج ، والمعادلة المنطقية للبوابة المنطقية NOT هي: Ā = Y.

تنص المعادلة على أن الناتج هو انعكاس للمدخلات.

جدول الحقيقة للبوابة المنطقية NOT:

لن يكون للبوابات دائمًا إدخال واحد (ولديك دائمًا مخرج واحد) يتم تصنيفها كأجهزة صنع القرار. يمثل الرمز 'o' الموجود في طرف المثلث التكامل أو الانعكاس.

لا يقتصر هذا الرمز 'o' على البوابة المنطقية 'NOT' فحسب ، بل يمكن استخدامه أيضًا بواسطة أي بوابات منطقية أو أي دائرة رقمية. إذا كان 'o' عند الإدخال ، فهذا يشير إلى أن الإدخال نشط-منخفض.
نشط-منخفض: يصبح الإخراج نشطًا (تنشيط ترانزستور أو LED أو مرحل وما إلى ذلك) عند إعطاء الإدخال 'LOW'.

ما يعادل NAND و NOR Gates:

يمكن إنشاء البوابة 'NOT' باستخدام بوابات المنطق 'NAND' و 'NOR' المنطقية من خلال ربط جميع دبابيس الإدخال ، وهذا ينطبق على البوابات ذات دبابيس الإدخال 3 و 4 وأعلى.

بوابة المنطق 'NOT' القائمة على الترانزستور:

يمكن إنشاء المنطق 'NOT' بواسطة ترانزستور NPN ومقاوم 1K. إذا طبقنا إشارة 'عالية' على قاعدة الترانزستور ، يتم توصيل الأرض بمجمع الترانزستور ، وبالتالي يتحول الناتج إلى 'منخفض'.

إذا طبقنا إشارة 'LOW' على قاعدة الترانزستور ، فسيظل الترانزستور مغلقًا ولن يتم توصيله بالأرض ، ولكن سيتم سحب الخرج 'عاليًا' بواسطة المقاوم القابل للسحب المتصل بـ Vcc. وهكذا يمكننا عمل بوابة منطقية 'NOT' باستخدام الترانزستور.

محولات شميت:

سوف نستكشف هذا المفهوم باستخدام شاحن بطارية تلقائي لشرح استخدام وتشغيل محولات شميت. لنأخذ مثالاً على إجراءات شحن بطارية ليثيوم أيون.

يتم شحن بطارية ليثيوم أيون 3.7 فولت عندما تصل البطارية إلى 3 فولت إلى 3.2 فولت يرتفع جهد البطارية تدريجياً أثناء الشحن وتحتاج البطارية إلى قطع التيار عند 4.2 فولت. بعد الشحن ، ينخفض ​​جهد الدائرة المفتوحة للبطارية حوالي 4.0 فولت .

يقيس مستشعر الجهد حد القطع ويطلق المرحل لإيقاف الشحن. ولكن عندما ينخفض ​​الجهد الكهربائي إلى أقل من 4.2 فولت ، يكتشف الشاحن أنه غير مشحون ويبدأ الشحن حتى 4.2 فولت ويقطع ، مرة أخرى ينخفض ​​جهد البطارية إلى 4.0 فولت ويبدأ الشحن مرة أخرى وهذا الجنون يتكرر مرارًا وتكرارًا.

سيؤدي هذا إلى قتل البطارية بسرعة ، للتغلب على هذه المشكلة ، نحتاج إلى مستوى حد أدنى أو 'LTV' حتى لا تبدأ البطارية في الشحن حتى تنخفض طاقة البطارية إلى 3 فولت إلى 3.2 فولت. 4.2V في هذا المثال.

يتم تصنيع عاكس شميت لتبديل حالة الخرج عندما يتجاوز الجهد عتبة الجهد العلوي ويبقى كما هو حتى يصل الدخل إلى الحد الأدنى من الجهد.

وبالمثل ، بمجرد أن يتجاوز المدخل جهد الحد الأدنى ، يظل الخرج كما هو حتى يصل الدخل إلى الحد الأعلى من الجهد.

لن تغير حالتها بين LTV و UTV.

الآن ، وبسبب هذا ، سيكون تشغيل / إيقاف التشغيل أكثر سلاسة وسيتم إزالة التذبذب غير المرغوب فيه وستكون الدائرة أيضًا أكثر مقاومة للضوضاء الكهربائية.

مذبذب بوابة شميت:

الدائرة المذكورة أعلاه عبارة عن مذبذب ينتج موجة مربعة عند دورة عمل بنسبة 33 ٪. في البداية ، يكون المكثف في حالة تفريغ وستكون إشارة الأرض متاحة عند إدخال البوابة NOT.

يتحول الخرج إلى موجب ويشحن المكثف عبر المقاوم 'R' ، ويشحن المكثف حتى جهد الحد الأعلى للعاكس ويغير الحالة ، ويتحول الخرج إلى إشارة سالبة ويبدأ المكثف في التفريغ عبر المقاوم 'R' حتى يصل جهد المكثف مستوى الحد الأدنى ويغير الحالة ، يصبح الناتج موجبًا ويشحن المكثف.

تتكرر هذه الدورة طالما تم توفير مصدر الطاقة للدائرة.

يمكن حساب تردد المذبذب أعلاه: F = 680 / RC

حيث ، F هو التردد.
R هي المقاومة بالأوم.
C هي السعة في فاراد.
محول الموجة المربعة:

ستحول الدائرة أعلاه إشارة الموجة الجيبية إلى موجة مربعة ، وفي الواقع يمكنها تحويل أي موجات تناظرية إلى موجة مربعة.

يعمل المقاومان R1 و R2 كمقسم للجهد ، ويستخدم هذا للحصول على نقطة انحياز ويقوم المكثف بحظر أي إشارات تيار مستمر.

إذا تجاوزت إشارة الإدخال مستوى الحد الأعلى أو أقل من مستوى الحد الأدنى ، يتحول الإخراج

منخفض أو مرتفع وفقًا للإشارة ، ينتج عن ذلك موجة مربعة.

IC 7404 NOT بوابة العاكس:

IC 7404 هي واحدة من أكثر بوابة IC المنطقية استخدامًا. يحتوي على 14 دبوسًا ، والدبوس رقم 7 أرضي والدبوس رقم 14 هو Vcc. جهد التشغيل من 4.5 فولت إلى 5 فولت.

تأخير نشر:

تأخير الانتشار هو الوقت الذي تستغرقه البوابة لمعالجة المخرجات بعد إعطاء الإدخال.
في المنطق 'NOT' تستغرق البوابة حوالي 22 نانو ثانية لتغيير حالتها من HIGH إلى LOW والعكس صحيح.

هناك العديد من المنطق الآخر 'ليس بوابة المرحلية:

• 74LS04 سداسية عرافة وليس بوابة

• 74LS14 عرافة شميت عكس البوابة

• 74LS1004 محركات عرافة سداسية

• CD4009 Hex عكس البوابة

• CD4069 Hex Inverting NOT بوابة

كيف تعمل بوابة OR

الآن دعنا نستكشف المنطق الرقمي أو البوابات. سنلقي نظرة على التعريف الأساسي ، الرمز ، جدول الحقيقة ، المدخلات المتعددة أو البوابة ، سنقوم ببناء 2 مدخلات أو بوابة ترانزستور ، وأخيراً سنلقي نظرة عامة على OR بوابة IC 7432.

ما هي بوابة المنطق 'OR'؟

إنها بوابة إلكترونية يتحول ناتجها إلى 'LOW' أو '0' أو 'false' أو تعطي 'إشارة سلبية' عندما تكون جميع مدخلات بوابات OR 'منخفضة' أو '0' أو 'خطأ' أو ' إشارة سلبية '.

على سبيل المثال: قل بوابة OR مع عدد 'n' من المدخلات ، إذا كانت جميع المدخلات 'LOW' يتحول الإخراج إلى 'LOW'. حتى لو كان أحد المدخلات 'عالي' أو '1' أو 'صحيح' أو 'إشارة إيجابية' ، يتحول الناتج إلى 'عالي' أو '1' أو 'صحيح' أو يعطي 'إشارة إيجابية'.

ملحوظة:

المصطلحات 'عالية' ، '1' ، 'إشارة إيجابية' ، 'صحيحة' هي نفسها بشكل أساسي (الإشارة الإيجابية هي الإشارة الإيجابية للبطارية أو مصدر الطاقة).
المصطلح 'LOW' ، '0' ، 'إشارة سلبية' ، 'خطأ' هي نفسها بشكل أساسي (الإشارة السلبية هي إشارة البطارية أو مصدر الطاقة السلبية).

رسم توضيحي لرمز بوابة المنطق أو:

هنا 'A' و 'B' هما المدخلان و 'Y' هو الإخراج.

التعبير المنطقي لبوابة OR المنطقية: الناتج 'Y' هو إضافة مدخلين 'A' و 'B' ، (A + B) = Y.

يتم الإشارة إلى الإضافة المنطقية بواسطة (+)

إذا كان 'A' يساوي '1' و 'B' يساوي '1' يكون الناتج (A + B) = 1 + 1 = '1' أو 'مرتفع'
إذا كان 'A' يساوي '0' و 'B' يساوي '1' يكون الناتج (A + B) = 0 + 1 = '1' أو 'مرتفع'
إذا كان 'A' يساوي '1' و 'B' يساوي '0' يكون الناتج (A + B) = 1 + 0 = '1' أو 'مرتفع'
إذا كان 'A' يساوي '0' و 'B' يساوي '0' يكون الناتج (A + B) = 0 + 0 = '0' أو 'منخفض'

تم تبسيط الشروط المذكورة أعلاه في جدول الحقيقة.

جدول الحقيقة (مدخلين):

3-إدخال بوابة 'OR':

رسم توضيحي لثلاثة مدخلات أو بوابة:

يمكن أن تحتوي بوابات OR المنطقية على عدد 'n' من المدخلات ، مما يعني أنه يمكن أن تحتوي على أكثر من مدخلين (ستحتوي بوابات OR المنطقية على مدخلين على الأقل ومخرج واحد دائمًا).

بالنسبة لمنطق الإدخال 3 أو البوابة ، تتحول المعادلة المنطقية على النحو التالي: (A + B + C) = Y ، وبالمثل لـ 4 مدخلات وما فوق.

جدول الحقيقة لـ 3 مدخلات منطقية أو بوابة:

منطق أو بوابات متعددة المدخلات:

تتوفر بوابات OR المنطقية المتاحة تجاريًا فقط في 2 و 3 و 4 مدخلات. إذا كان لدينا أكثر من 4 مدخلات ، فعلينا أن نتسلل البوابات.

يمكن أن يكون لدينا ستة مدخلات منطقية أو بوابة من خلال تتابع بوابتين أو بوابتين على النحو التالي:

الآن تصبح المعادلة المنطقية للدائرة أعلاه Y = (A + B) + (C + D) + (E + F)

ومع ذلك ، فإن جميع القواعد المنطقية المذكورة تنطبق على الدائرة المذكورة أعلاه.

إذا كنت ستستخدم 5 مدخلات فقط من المدخلات الستة المذكورة أعلاه أو البوابة ، فيمكننا توصيل المقاوم المنسدل في أي دبوس واحد ويصبح الآن 5 مدخلات أو بوابة.

الترانزستور القائم على اثنين من المدخلات المنطقية أو البوابة:

الآن نحن نعلم ، كيف تعمل البوابة المنطقية OR ، فلنقم ببناء بوابة OR ذات دخلين باستخدام ترانزستورات NPN. يتم إنشاء الدوائر المتكاملة المنطقية بنفس الطريقة تقريبًا.

اثنان من الترانزستور أو تخطيط البوابة:

عند الإخراج 'Y' يمكنك توصيل مؤشر LED إذا كان الناتج مرتفعًا ، سوف يتوهج مؤشر LED (طرف LED + V عند 'Y' بمقاوم 330 أوم وسالب إلى GND).

عندما نطبق إشارة LOW على قاعدة الترانزستورين ، يتم إيقاف تشغيل كلا الترانزستورات ، وستكون الإشارة الأرضية متاحة عند باعث T2 / T1 عبر المقاوم المنسدل 1k ، وبالتالي يتحول الإخراج إلى LOW.

إذا كان أي من الترانزستور في وضع التشغيل ، فسيكون الجهد الإيجابي متاحًا عند باعث T2 / T1 ، وبالتالي يصبح الناتج مرتفعًا.

الآن أنت تعرف كيفية بناء منطق أو بوابة خاصة بك.

رباعية أو بوابة IC 7432:

إذا كنت ترغب في شراء بوابة منطقية OR من السوق ، فستحصل على التكوين أعلاه.

يحتوي على 14 دبوسًا ، الدبوس رقم 7 والدبوس رقم 14 هما GND و Vcc على التوالي. تعمل بجهد 5 فولت.

تأخير نشر:

تأخير الانتشار هو الوقت الذي يستغرقه الناتج للتغيير من LOW إلى HIGH والعكس صحيح.
يبلغ تأخير الانتشار من LOW إلى HIGH 7.4 نانوثانية عند 25 درجة مئوية.
تأخير الانتشار من HIGH إلى LOW هو 7.7 نانوثانية عند 25 درجة مئوية.

• 74LS32 رباعية 2-المدخلات
• CD4071 Quad 2-input
• CD4075 ثلاثي 3 مداخل
• CD4072 Dual 4-input

المنطق الحصري - أو بوابة

في هذا المنشور سوف نستكشف بوابة XOR المنطقية أو بوابة Exclusive-OR. سنلقي نظرة على التعريف الأساسي والرمز وجدول الحقيقة ودائرة XOR المكافئة وإدراك XOR باستخدام بوابات NAND المنطقية وأخيراً ، سنلقي نظرة عامة على quad 2 input Ex-or gate IC 7486.

في المنشورات السابقة ، تعرفنا على ثلاث بوابات منطقية أساسية 'AND' و 'OR' و 'NOT'. تعلمنا أيضًا أنه باستخدام هذه البوابات الأساسية الثلاثة ، يمكننا إنشاء بوابتين منطقيتين جديدتين 'NAND' و 'NOR'.

هناك نوعان من البوابات المنطقية الأخرى على الرغم من أن هاتين البوابتين ليسا أساسيين ، إلا أنهما مبنيان عن طريق الجمع بين البوابات المنطقية الأخرى ومعادلته المنطقية حيوية للغاية ومفيدة للغاية لدرجة أنها تعتبر بوابات منطقية متميزة.

هاتان البوابتان المنطقيتان هما بوابة 'حصرية OR' و 'Exclusive NOR'. في هذا المنشور ، سنستكشف فقط بوابة OR المنطقية الحصرية.

ما هي بوابة 'Exclusive OR'؟

إنها بوابة إلكترونية ، يتحول خرجها إلى 'مرتفع' أو '1' أو 'صحيح' أو تعطي 'إشارة موجبة' عندما يكون المدخلان المنطقيان مختلفين فيما يتعلق ببعضهما البعض (هذا ينطبق فقط على اثنين من المدخلات Ex بوابة -OR).

على سبيل المثال: قل بوابة OR حصرية مع مدخلين 'اثنين' ، إذا كان أحد أطراف الإدخال A هو 'HIGH' ودبوس الإدخال B هو 'LOW' ثم يتحول الإخراج إلى 'HIGH' أو '1' أو 'true' أو 'إشارة إيجابية'.

إذا كان كلا المدخلين نفس المستوى المنطقي ، أي أن كلا الدبابيس 'HIGH' أو كلا الطرفين 'LOW' يتحول الناتج إلى 'LOW' أو '0' أو 'false' أو 'إشارة سلبية'.

ملحوظة:

المصطلحات 'عالية' ، '1' ، 'إشارة إيجابية' ، 'صحيحة' هي نفسها بشكل أساسي (الإشارة الإيجابية هي الإشارة الإيجابية للبطارية أو مصدر الطاقة).

المصطلح 'LOW' ، '0' ، 'إشارة سلبية' ، 'خطأ' هي نفسها بشكل أساسي (الإشارة السلبية هي إشارة البطارية أو مصدر الطاقة السلبية).

توضيح لبوابة OR المنطق الحصري:

هنا 'A' و 'B' هما المدخلان و 'Y' هو الإخراج.

التعبير المنطقي لبوابة Ex-OR المنطقية: Y = (A.) ̅B + AB ̅

إذا كان 'A' يساوي '1' و 'B' يساوي '1' يكون الناتج (A ̅.B + A.B ̅) = 0 x 1 + 1 x 0 = '1' أو 'LOW'
إذا كان 'A' يساوي '0' و 'B' يساوي '1' يكون الناتج (A ̅.B + A.B ̅) = 1 x 1 + 0 x 0 = '1' أو 'HIGH'
إذا كان 'A' يساوي '1' و 'B' يساوي '0' يكون الناتج (A ̅.B + A.B ̅) = 0 x 0 + 1 x 1 = '1' أو 'HIGH'
إذا كان 'A' يساوي '0' و 'B' يساوي '0' يكون الناتج (A ̅.B + A.B ̅) = 1 × 0 + 0 × 1 = '0' أو 'منخفض'
تم تبسيط الشروط المذكورة أعلاه في جدول الحقيقة.

جدول الحقيقة (مدخلين):

في منطقتي الإدخال أعلاه ، بوابة Ex-OR ، إذا كان المدخلان مختلفان ، أي '1' و '0' ، يتحول الناتج إلى 'مرتفع'. ولكن مع 3 أو أكثر من منطق الإدخال Ex-OR أو بشكل عام ، يتحول إخراج Ex-OR إلى 'HIGH' فقط عندما يتم تطبيق رقم ODD للمنطق 'HIGH' على البوابة.

على سبيل المثال: إذا كان لدينا 3 مدخلات Ex-OR بوابة ، إذا طبقنا المنطق 'HIGH' لمدخل واحد فقط (العدد الفردي للمنطق '1') سيتحول الناتج إلى 'HIGH'. إذا طبقنا المنطق 'HIGH' على مدخلين (هذا رقم زوجي للمنطق '1') سيتحول الناتج إلى 'LOW' وهكذا.

3 مدخلات حصرية أو بوابة:

رسم توضيحي لثلاثة مدخلات EX-OR بوابة:

جدول الحقيقة لـ 3 بوابة منطقية إدخال EX-OR:

بالنسبة لبوابة المدخلات الثلاثة ، تصبح المعادلة المنطقية: A (BC) ̅ + A BC ̅ + (AB) ̅C + ABC

كما وصفنا من قبل ، فإن البوابة المنطقية 'Ex-OR' ليست بوابة منطقية أساسية ولكنها عبارة عن مجموعة من بوابات منطقية مختلفة. يمكن تحقيق بوابة Ex-OR باستخدام بوابة المنطق 'OR' وبوابة 'AND' المنطقية وبوابة 'NAND' المنطقية على النحو التالي:

دائرة مكافئة لبوابة 'حصرية أو':

التصميم أعلاه له عيب كبير ، نحتاج إلى 3 بوابات منطقية مختلفة لإنشاء بوابة Ex-OR واحدة. ولكن يمكننا التغلب على هذه المشكلة من خلال تنفيذ بوابة Ex-OR مع بوابات NAND المنطقية فقط ، وهذا أمر اقتصادي أيضًا.

بوابة OR حصرية باستخدام بوابة NAND:

تُستخدم بوابات OR الحصرية لأداء مهام الحوسبة المعقدة مثل العمليات الحسابية ، والإضافات الكاملة ، ونصف الإضافات ، ويمكنها أيضًا تقديم وظائف تنفيذية.

المنطق الحصري أو بوابة IC 7486:

إذا كنت ترغب في شراء بوابة منطقية Ex-OR من السوق ، فستحصل على تكوين DIP أعلاه.
يحتوي على 14 دبوسًا ، الدبوس رقم 7 والدبوس رقم 14 هما GND و Vcc على التوالي. تعمل بجهد 5 فولت.

تأخير نشر:

تأخير الانتشار هو الوقت الذي يستغرقه الإخراج للتغيير من LOW إلى HIGH والعكس صحيح بعد إعطاء المدخلات.
تأخير الانتشار من LOW إلى HIGH هو 23 نانوثانية.
تأخير الانتشار من HIGH إلى LOW هو 17 نانوثانية.

الدوائر المتكاملة للبوابات 'EX-OR' المتاحة بشكل عام:

• 74LS86 رباعي 2-المدخلات
• CD4030 رباعي 2-المدخلات

آمل أن يكون الشرح المفصل أعلاه قد ساعدك في فهم ماهية البوابات المنطقية وكيف تعمل البوابات المنطقية ، إذا كان لا يزال لديك أي أسئلة؟ يرجى التعبير في قسم التعليقات ، قد تحصل على رد سريع.