Miten AND-, OR-, NOT- ja XOR-portit toimivat?

Näin se toimii

Logiikkaportti on digitaalielektroniikan pienin rakennuspalikka. Siihen tulee yksi tai kaksi tuloa, jotka ovat joko 1 (päällä, korkea jännite) tai 0 (pois, matala jännite), ja se antaa yhden lähdön. Sen sääntö on Boolen funktio, ja sen totuustaulu luettelee lähdön jokaisella tulojen yhdistelmällä. Kahdella tulolla yhdistelmiä on neljä: 00, 01, 10 ja 11.

AND kirjoitetaan A · B, ja se antaa 1 vain yhdistelmällä 11. OR on A + B, ja se antaa 1, elleivät molemmat tulot ole 0. NOT, kirjoitettuna ¬A, kääntää ainoan tulonsa. XOR, A ⊕ B, antaa 1, kun tulot eroavat. NAND, NOR ja XNOR ovat AND, OR ja XOR, joiden perässä on NOT: symbolin pieni ympyrä tarkoittaa, että lähtö on käännetty. Esimerkki: 1 XOR 1 antaa 0 ja 1 NAND 1 antaa 0, kun taas 1 NAND 0 antaa 1.

Käytössä on kaksi symbolityyliä. Omaleimaiset muodot, D-kirjaimen muotoinen AND ja kilven muotoinen OR, tulevat standardista IEEE Std 91 (ANSI), ja ne ovat yleisiä amerikkalaisissa ja vanhemmissa piirustuksissa. Kansainvälinen standardi IEC 60617-12 piirtää jokaisen portin laatikoksi ja kirjoittaa sen toiminnon sisään: & AND-portille, ≥1 OR-portille (ainakin yksi tulo on 1), =1 XOR-portille (täsmälleen yksi tulo on 1) ja 1 puskurille tai NOT-portille. Tämän sivun piirrokset ovat omia versioitamme molemmista.

Oikeissa porteissa on muutakin kuin totuustaulu: viive, jännitetasot ja se, montako tuloa yksi lähtö pystyy ohjaamaan. Yli kaksituloiset portit noudattavat samaa sääntöä: kolmituloinen AND antaa 1 vain, kun kaikki kolme ovat 1.