Kuidas töötavad AND-, OR-, NOT- ja XOR-väravad?

Kuidas see töötab

Loogikavärav on digitaalelektroonika väikseim ehitusplokk. Sellel on üks või kaks sisendit, mis on kas 1 (sees, kõrge pinge) või 0 (väljas, madal pinge), ja see annab ühe väljundi. Värava reegel on Boole’i funktsioon ja tõeväärtustabel näitab väljundit iga sisendite kombinatsiooni korral. Kahel sisendil on neli kombinatsiooni: 00, 01, 10 ja 11.

AND kirjutatakse A · B ja annab 1 ainult kombinatsiooniga 11. OR on A + B ja annab 1, kui mõlemad sisendid pole 0. NOT, kirjutatult ¬A, pöörab oma ainsa sisendi ümber. XOR, A ⊕ B, annab 1, kui sisendid erinevad. NAND, NOR ja XNOR on AND, OR ja XOR, millele järgneb NOT: väike ring sümbolil tähendab, et väljund on inverteeritud. Näide: 1 XOR 1 annab 0 ja 1 NAND 1 annab 0, samas kui 1 NAND 0 annab 1.

Kasutusel on kaks sümbolistiili. Eristuvad kujundid, D-kujuline AND ja kilbikujuline OR, pärinevad standardist IEEE Std 91 (ANSI) ning on levinud Ameerika ja vanematel joonistel. Rahvusvaheline standard IEC 60617-12 joonistab iga värava ristkülikuna ja kirjutab selle funktsiooni sisse: & AND-i jaoks, ≥1 OR-i jaoks (vähemalt üks sisend on 1), =1 XOR-i jaoks (täpselt üks sisend on 1) ja 1 puhvri või NOT-i jaoks. Siinsed joonised on meie oma versioonid mõlemast.

Päris väravatel on peale tõeväärtustabeli veel omadusi: viide, pingenivood ja see, mitut sisendit üks väljund suudab juhtida. Rohkem kui kahe sisendiga väravad järgivad sama reeglit: kolme sisendiga AND annab 1 ainult siis, kui kõik kolm on 1.