Logikgatter
Ein Logikgatter ist ein elektronisches Bauelement, mit dem Elektrizität auf der Grundlage einer Regel geleitet werden kann. Der Ausgang des Gatters ist das Ergebnis der Anwendung dieser Regel auf einen oder mehrere "Eingänge". Diese Eingänge können zwei Drähte oder der Ausgang anderer logischer Gatter sein.
Logische Gatter sind digitale Komponenten. Sie arbeiten normalerweise mit nur zwei Spannungspegeln, einem positiven Pegel und einem Nullpegel. Im Allgemeinen arbeiten sie auf der Grundlage von zwei Zuständen: Ein und Aus. Im Zustand Ein ist die Spannung positiv. Im Aus-Zustand liegt die Spannung bei Null. Im Ein-Zustand arbeiten sie normalerweise mit einer Spannung im Bereich von 3,5 bis 5 Volt. Dieser Bereich kann bei einigen Anwendungen niedriger sein.
Logische Gatter vergleichen den Zustand an ihren Eingängen, um zu entscheiden, wie der Zustand an ihrem Ausgang aussehen soll. Ein Logikgatter ist eingeschaltet oder aktiv, wenn seine Regeln korrekt erfüllt sind. Zu diesem Zeitpunkt fließt Strom durch das Gatter, und die Spannung an seinem Ausgang ist auf dem Niveau seines Ein-Zustands.
Logische Gatter sind elektronische Versionen der Booleschen Logik. Wahrheitstabellen sagen Ihnen, wie die Ausgabe in Abhängigkeit von den Eingängen aussehen wird.
UND-Logik-Gatter
UND-Gatter haben zwei Eingänge. Der Ausgang eines UND-Gatters ist nur dann eingeschaltet, wenn beide Eingänge eingeschaltet sind. Wenn mindestens einer der Eingänge ausgeschaltet ist, ist der Ausgang ausgeschaltet.
Im Bild rechts ist der Ausgang (Out) eingeschaltet, wenn A und B beide im Zustand Ein sind. Wenn sich entweder A oder B in einem Aus-Zustand befinden, ist der Ausgang ebenfalls in einem Aus-Zustand. A und B müssen eingeschaltet sein, damit der Ausgang eingeschaltet ist.
| Wahrheitstabelle | ||
| A | B | Ausgabe |
| Aus | Aus | Aus |
| Auf | Aus | Aus |
| Aus | Auf | Aus |
| Auf | Auf | Auf |
Eine allgemeine Vorstellung von einem Symbol für ein UND-Logik-Tor
ODER-Logik-Gatter
ODER-Gatter haben zwei Eingänge. Der Ausgang eines ODER-Gatters ist eingeschaltet, wenn mindestens einer der Eingänge eingeschaltet ist. Wenn beide Eingänge ausgeschaltet sind, ist der Ausgang ausgeschaltet.
Wenn Sie das Bild rechts verwenden und entweder A oder B eingeschaltet ist, ist der Ausgang (Out) ebenfalls eingeschaltet. Wenn sowohl A als auch B ausgeschaltet sind, ist der Ausgang (Out) ebenfalls ausgeschaltet.
| Wahrheitstabelle | ||
| A | B | Ausgabe |
| Aus | Aus | Aus |
| Auf | Aus | Auf |
| Aus | Auf | Auf |
| Auf | Auf | Auf |
Eine allgemeine Idee eines Symbols für ein OR-Logik-Tor
NOT-Logik-Gatter
Das Logikgatter NOT hat nur einen Eingang. Wenn der Eingang eingeschaltet ist, ist der Ausgang ausgeschaltet. Mit anderen Worten, das logische Gatter NOT ändert das Signal von Ein auf Aus oder von Aus auf Ein. Es wird manchmal auch als Inverter bezeichnet.
| Wahrheitstabelle | |
| A | Ausgabe |
| Aus | Auf |
| Auf | Aus |
Eine allgemeine Vorstellung von einem Symbol für ein NOT Logic Gate
XOR-Logik-Gatter
XOR-Gatter haben zwei Eingänge. Der Ausgang eines XOR-Gatters ist wahr, wenn nur einer der Eingänge wahr ist. Wenn beide Eingänge eingeschaltet sind, ist der Ausgang ausgeschaltet.
| Wahrheitstabelle | ||
| A | B | Ausgabe |
| Auf | Auf | Aus |
| Auf | Aus | Auf |
| Aus | Auf | Auf |
| Aus | Aus | Aus |
| · v · t · e | |
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Eine allgemeine Vorstellung von einem Symbol für ein XOR-Logik-Tor
Fragen und Antworten
F: Was ist ein Logikgatter?
A: Ein Logikgatter ist ein elektronisches Bauteil, das dazu verwendet werden kann, Strom auf der Grundlage einer Regel zu leiten. Der Ausgang des Gatters wird durch Anwendung dieser Regel auf einen oder mehrere Eingänge bestimmt, bei denen es sich um zwei Drähte oder den Ausgang anderer Logikgatter handeln kann.
F: Wie funktionieren Logikgatter?
A: Logische Gatter arbeiten normalerweise mit nur zwei Spannungspegeln, einem positiven Pegel und einem Nullpegel. Im Allgemeinen funktionieren sie auf der Grundlage von zwei Zuständen - Ein und Aus. Im Ein-Zustand ist die Spannung positiv und im Aus-Zustand ist die Spannung gleich Null. Der Ein-Zustand verwendet in der Regel eine Spannung im Bereich von 3,5 bis 5 Volt, aber dieser Bereich kann für einige Anwendungen auch niedriger sein. Logikgatter vergleichen den Zustand an ihren Eingängen, um zu entscheiden, wie der Zustand an ihrem Ausgang sein sollte, und sind aktiv, wenn ihre Regeln korrekt erfüllt sind.
F: Welche Art von Logik verwenden Logikgatter?
A: Logikgatter sind elektronische Versionen der booleschen Logik, d.h. Wahrheitstabellen sagen Ihnen, was der Ausgang in Abhängigkeit von den Eingängen sein wird.
F: Sind alle Spannungen für einen "Ein"-Zustand gleich?
A: Nein, nicht alle Spannungen für einen "Ein"-Zustand sind gleich, da in der Regel eine Spannung im Bereich von 3,5 bis 5 Volt verwendet wird, aber dieser Bereich kann bei manchen Anwendungen auch niedriger sein.
F: Haben alle Arten von Logikgattern zwei Eingänge?
A: Nicht unbedingt - einige Typen können mehr als zwei Eingänge haben, während andere je nach Zweck und Design nur einen oder gar keinen Eingang haben.
F: Fließt immer Strom durch ein Logikgatter, wenn es aktiv ist?
A: Ja, wenn ein Logikgatter aktiv ist oder seine Regeln korrekt erfüllt sind, fließt Strom durch das Gatter und sein Ausgang wird auf den Spannungspegel im Ein-Zustand gesetzt (normalerweise zwischen 3-5V).
