چگونه ۳ ورودی NAND در مدار دیجیتال کار می کند
يه گيت 3 ورودي به شما اجازه ميده که سيگنال هاي ديجيتال رو به يه جور منحصر به فرد کنترل کني خروجی را می بینید که فقط زمانی که هر سه ورودی h
يه گيت 3 ورودي به شما اجازه ميده که سيگنال هاي ديجيتال رو به يه جور منحصر به فرد کنترل کني خروجی می بینید فقط وقتی هر سه ورودی بالا باشد. برای هر ترکیب ورودی دیگه خروجی بالا می مونه این رفتار مخصوص آن را از دیگر دروازه های منطقی جدا می سازد.
| دریۀ منطیک | رفتار خروجی برای ۳ ورودی | ویژگی یکتایی |
|---|---|---|
| ناد | خروجی فقط در صورتی که هر سه ورودی استفاده می شود; در غیر اینصورت | تبدیل دروازه و ؛ خروجی فقط هنگامی که تمام ورودی ها بالا باشند ، آن را جهانی می سازد |
| آن | خروجی فقط در صورتی که هر سه ورودی است ، استفاده می شوند ؛ در غیر این صورت حذف | منطق مستقیم و بدون ثابت |
| یاره | خروجی در صورتی که ورودی است ، استفاده می شود ؛ در غیر این صورت نگاه دارد | خروجی بستگی به این است که هر ورودی بالا باشد |
| نار | خروجی در صورتی که هیچ ورودی دریافتی باشد ، در غیر این صورت احوالی | تبدیل دروازه OR |
| XORName | خروجی به تعادل ورودی ها بستگی دارد) تعداد غیرقابل ورودی های HIGH ( | حساس به برابر ورودی |
| XNOR | خروجی به برابری ورودی ها بستگی دارد | خروجی بالا در صورتی که ورودی ها برابر باشند |
بسیاری از متخصصان سه ورودی در ورود به عنوان ساختمان جهانی در الکترونیک دیجیتالی در نظر می گیرند. شما می توانید از آن برای ایجاد هر تابع منطقی استفاده کنید، که آن را برای طراحی مدار عملی می کند.
حذف کلید
- دروازه ۳ ورودی NAND فقط زمانی که هر سه ورودی بالا باشد پایین می شود ؛ در غیر این صورت ، بالا می رود.
- اين دروازه استجهتيعني ميتوني با هم ترکيب دروازه هاي نااند ميکني
- استفاده از سه ورودی NAND طراحی مدار را با کاهش بخش ها و سرعت پردازش سیگنال ساده می سازد.
- نماد دروازه شبیه یک دروازه و با دایره کوچک در خروجی است که نشان می دهد نتایج و برعکس می کند.
- ۳ ورودی NAND فضا و قدرت در مدارها ذخیره می کنند و آنها را برای دستگاه های دیجیتال مدرن ایده آل می سازد.
۳ دروازه پایه ای NAND ورودی
تعریف
دروازه ی 3 ورودی یک دروازه منطقی دیجیتال است که سه سیگنال ورودی جداگانه را می گیرد. خروجی را فقط زمانی که هر سه ورودی بالا باشد، می بینید. در هر مورد ديگه، خروجي بالا ميمونه این رفتار با تعریف استاندارد در الکترونیک دیجیتال مطابقت دارد. خروجی بر خلاف عملیات AND برای سه ورودی است. ميتوني اينو بنويسينه (A و B و س). بسیارمدارهای یکپارهمانند CMOS 4023 و 7410 TTL از این دروازه به عنوان بخش استاندارد استفاده کنید. این تراشه ها معمولاً در یک بسته ۳ درجه ورودی را شامل می شوند.
یادداشت:در ورودي 3 در ورودي يه دروازه جهانيه شما می توانید از آن برای ساخت هر تابع منطقی ابتدای دیگر استفاده کنید.
تابر
عملیات اولیه ی ورودی 3 در ورود بستگی داره که چگونه ورودی ها رو تعیین میکنی اگه ورودي پايين باشه خروجي بالا ميمونه فقط وقتی که هر سه ورودی بالا باشد خروجی به پایین تغییر می دهد. این تغییرات به خاطر راهی اتفاق می افتهترانزیستور هاداخل دروازه در یک نسخه معمول TTL، اگر ورودی در سطح منطق پایین باشد،خروجی ترانزیستور خاموش می شود. وقتی تمام ورودی ها بالا باشند، خروجی ترانزیستور روشن می شود و خروجی را پایین می کشد.
اين يکيهجدولی:
| ورودیها) A, B ، C ( | خروجی) Q ( |
|---|---|
| ۰ ۰ ۰ 0 | ۱ |
| ۰ ۰ ۰ ۱ | ۱ |
| ۰، ۱ ۰ | ۱ |
| ۰ ۱ ، ۱ | ۱ |
| یک ۰ 0 | ۱ |
| ۱ ، ۰ ۱ | ۱ |
| یک یک 0 | ۱ |
| یک یک 1 | ۰ |
همچنین می توانید این رفتار را در یک نمودار ببینید:
تفاوت اصلی بین سه ورودی در ورودی و نسخه ۲ ورودی تعداد ورودی ها و ترکیبات ممکن است. دو تا دروازه ورودي چهار ايالت ورودي داره يه دروازه ي 3 ورودي هشت داره منطق یکسان است: خروجی بالاست مگر اینکه همه ورودی ها بالا باشند. تو فقط راه هاي بيشتري براي ترکيب ورودي داري
در اینجا عملکرد یک دروازه ی 3 ورودی را با دیگر دروازه های منطقی مقایسه می کند:
- ...خروجی فقط هنگامی که همه ورودی ها بالا باشند پایین می باشد. این کار با اتصال ترانزیستور ها در سری انجام می شود.
- براي 2 دروازه ورودي دو تا ترانزيستور استفاده ميشه هردوشون بايد برن پايين.
- اگر هر ورودی پایین باشد، خروجی بالا می ماند زیرا مسیر جاری کامل نیست.
- وقتی تمام ورودی ها بالا باشند، همه ی ترانزیستور ها و خروجی پایین می شود.
- می توانید ورودی های بیشتری را با اضافه کردن ترانزیستور های بیشتری به سری اضافه کنید. این تعداد ترکیبات ورودی را افزایش می دهد اما عملیات ابتدایی را نگه می دارد.
شما مي فهميد که در ورودي 3 در ورودي بيشتر از بعضي دروازه هاي سرعت اعتماد تره اينطورهزمان تأخیر پایین و از فضای کمتر در یک تراشه استفاده می کند. همچنین جریان نشت کمتری دارد که در عملکرد و قابل اطمینان کمک می کند.
جدول حقیقت و نمادی
جدول حقيقت
میتونی بفهمی که سه در ورودی ورودی با نگاه به میز حقیقتش چطور کار میکنه جدول حقیقت تمام ترکیب های ورودی ممکن را فهرست می کند و خروجی برای هر یک را نشان می دهد. برای این دروازه، شما سه ورودی دارید: A، B و C. خروجی، Q، (۱) برای هر ترکیبی در این صورت خروجی به پایین می افتد) ۰. این الگو دروازه NAND را متفاوت می کند که تنها زمانی که همه ورودی ها بالا باشند، بالا می رود.
| ورودیها) A, B ، C ( | خروجی و خروجی) A·B · C ( | خروجی NAND Q = (A·B · C) ' |
|---|---|---|
| ۰ ۰ ۰ 0 | ۰ | ۱ |
| ۰ ۰ ۰ ۱ | ۰ | ۱ |
| ۰، ۱ ۰ | ۰ | ۱ |
| ۰ ۱ ، ۱ | ۰ | ۱ |
| یک ۰ 0 | ۰ | ۱ |
| ۱ ، ۰ ۱ | ۰ | ۱ |
| یک یک 0 | ۰ | ۱ |
| یک یک 1 | ۱ | ۰ |
همچنین می توانید این رفتار را در نمودار زیر ببینید. خروجی برای بیشتر ترکیب ورودی ها بالا می مونه فقط وقتی که هر سه ورودی بالا باشد خروجی پایین می شود.
نماد منطی
وقتي يه دروازه ي 3 ورودي رو توي يه نمودار مدار بکشي، از يکي استفاده ميکنينماد ویژه. بر اساس استاندارد IEEE و IEC، نماد شبیه به وو دروازهبا يه دايره کوچيک بهش ميگن حباب تغيير، در خروجي. این دایره نشان می دهد که خروجی بر خلاف تابع AND است. نماد IEEE از شکل منحنی کلاسیک برای دروازه AND استفاده می کند، در حالی که نماد IEC از مستطیل استفاده می کند. هر دو نماد سه خط ورودی در سمت چپ و یک خط خروجی در سمت راست با حباب تغییرات دارند. این استاندارد به شما کمک می کند که دروازه رو در هر نقشه ای سریع تشخیص بدید
نکته:هميشه دنبال دايره کوچيک در خروجي بگرديد بهت ميگه که دروازه نتيجه رو عوض ميکنه
عبارت بولی
می توانید خروجی دروازه ۳ ورودی را با استفاده از یک عبارت بولی را توصیف کنید. خروجی Q برابر با رد کردن AND از سه ورودی است. تو اينو بنويسي
Q = (A · B · C) '
این به این معنی است که کیو بالاتر است مگر اینکه A، B و C همه در یک زمان بالا باشند. با نگاه به ميز حقيقت اين عبارت رو ميگيري دروازه ي يک ميشه فقط وقتي که همه ورودي ها 1 باشن خروجي فقط در اين مورد 0 و 1 براي بقيه
ورودی و خروجی
ترکیب های ورودی
وقتي با 3 دروازه ورودي کار ميکني با سه ورودي جداگانه سر و کار ميکني هر ورودی می تواند ۰ ( کم) یا ۱ ( بالا باشد. اين تنظيمات بهت ميدههشت ترکیب ورودی یکتایی. می توانید تمام راه های ممکن را برای تنظیم ورودی های در جدول زیر ببینید. هر ردیف یک ترکیب متفاوت و خروجی که از دروازه گرفته میشه
| ورودی A | ورودی B | ورودی C | خروجی) NAND ( |
|---|---|---|---|
| ۰ | ۰ | ۰ | ۱ |
| ۰ | ۰ | ۱ | ۱ |
| ۰ | ۱ | ۰ | ۱ |
| ۰ | ۱ | ۱ | ۱ |
| ۱ | ۰ | ۰ | ۱ |
| ۱ | ۰ | ۱ | ۱ |
| ۱ | ۱ | ۰ | ۱ |
| ۱ | ۱ | ۱ | ۰ |
📝یادداشت:شما هشت ترکیب می گیرید زیرا هر ورودی دو مقادیر ممکن دارد. تعداد ترکیب ها 2 × 2 = 8
رفتار خروجی
خروجی دروازه ی 3 ورودی بستگی به وضعیت هر سه ورودی دارد. يه الگوي واضح متوجه ميشي. خروجی بالای (۱) برای هر ترکیبی به جز یک. فقط هنگامی که هر سه ورودی را به بالایی (۱ ، ۱ ، ۱ ) تنظیم کنید ، خروجی به پایین می افتد) ۰. این رفتار دروازه را برای بسیاری از مدارهای دیجیتال مفید می سازد. می توانید از آن استفاده کنید تا بررسی کنید که آیا همه شرایط درست است و سپس سیگنال را مسدود کنید.
يه نگاهي به نمودار پايين بنداز. این نشان می دهد که چگونه خروجی برای هر ترکیب ورودی تغییر می کند. خروجی در یک زمان باقی مانده است. تنها زمانی که همه ورودی ها بالا باشند به 0 می رسد.
اگه ميخواي يه مدار طراحي کني که به يه سيگنال احتياج داره گيت 3 ورودي بهت يه راه حل ساده ميده شما می توانید به الگوی خروجی آن اعتماد کنید تا بخشهای دیگر حوزه خود را کنترل کنید.
برنامه ها
دروازه عمومی
ميتوني از 3 دروازه ورودي استفاده کنيساخت تقریباً هر تابع منطیکبامدارهای دیجیتالی. به اين دروازه ميگنجهتزیرا شما می توانید ورودی ها و خروجی هایش را به روش های ویژه متصل کنید تا دروازه های دیگر مانند ، و یا نه به عنوان مثال ، اگر توهر سه ورودی رو با هم ببندیددروازه به عنوان دروازه ي نه عمل ميکنه همچنین می توانیسه دروازه ورودي ترکيب کنيدبرای ایجاد دروازه های AND یا OR با پیروی از قوانین الفبرا بولی و قضیه دمورگان. این انعطاف پذیری به این معنی است که شما برای طراحی مدارهای پیچیده نیاز ندارید.
- خروجی دروازه ی 3 ورودی هست۰ فقط هنگامی که همه ورودیها ۱ باشند. در هر مورد ديگه، خروجي 1..
- با اتصال تمام ورودی ها به همان سیگنال می توانید از دروازه به عنوان یک ورودی استفاده کنید.
- با ترتیب دادن دروازه ها در الگوهای خاصی می توانید و یا دروازه های دیگر بسازید.
- این ملک جهانی به شما کمک میکنه تا هر مدار منطقی دیجیتالی با استفاده از دروازه های ناند بسازید
💡نکته:اگر یاد بگیرید چگونه دروازه های ناد را ترکیب کنید، می توانید تقریبا هر سیستم دیجیتالی را با بخش کمتر طراحی کنید.
طراحی مدرک
وقتی از 3 دروازه ورودی در طراحی استفاده می کنید، سیاره ها را ساده تر می کنید و فضایی ذخیره می کنید. میتونی سیگنال های بیشتری رو توی یه دروازه ترکیب کنیتعداد سطوح های منطقی کاهش میده. سطح کمتر به اين معنيه که سيگنال ها سريعتر از مدار سفر ميکنن پس طراحي شما سريعتر کار ميکنه همچنین از ساختن درخت های منطقی عمیق با چندین دروازه دو ورودی اجتناب می کنید. این کمک می کند تاخیر پخش کردن و سرعت را بهبود می دهد.
| اظهارت | منافع |
|---|---|
| سطح های منطیک | پردازش سیگنال سریعتر |
| ناحیه تراشه | مدارهای کوچکتر، کارآمدتر |
| دروازه عمومی | گزینه های طراحی انعطافی |
| فعالیت CMOS | استفاده از قدرت پایین تر و عملکرد بهتر |
توي تکنولوژي CMOS شما يک دروازه ي 3 ورودي رو ساختيداتصال سه NFET در سری و سه PFET در موازی. این برپایی باعث می شود دروازه به خوبی برای تغییر عملیات کار کند. تو بايد مراقب تاخير باشيترانزیستور های بیشتری در سریال می توانند عوض کردن را کند کنند. طراحان اغلب NFET ها را بزرگ تر می کنند تا دروازه را سریع نگه دارند. با استفاده از 3 دروازه های ورودی کمک می کند سرعت و اندازه ی کمک به تعادل کمک می کند که آنها را انتخاب هوشمندانه ای برای پروژه های دیجیتال بسازد.
شما فهميديد که دروازه هاي ناند چقدر مهم هستند اين دروازه ها فقط وقتي که همه ورودي ها بالا باشن پايين. نسخه های چند ورودی ، مثلاًنوع سه ورودیبه شما کمک کنيد که منطق پيچيده ايجاد کنيد
- آنها طراحی مدار را با کاهش تعداد دروازه هایی که نیاز داری ساده می سازند ساده می کنند.
- شما می توانید از آنها برای ساخت هر عملکرد منطقی دیگر استفاده کنید.
- طراحی موثر آنها قدرت و فضا در دستگاه های مدرن را نجات می دهد.
ادامه بده منطق ديجيتالي مي فهميد که ارشد اين دروازه ها احتمالات بسياري در الکترونيک رو باز ميکنه
FAQ
دروازه ي سه ورودي ناند چيکار ميکنه؟
میبینی که خروجی بالایی میمونه مگر اینکه سه تا ورودی بالا باشه اگه هر ورودي بالا باشه خروجي به پايين تغيير ميده این دروازه کمک میکنه که سیگنال ها رو کنترل کنیمدارهای دیجیتالی.
ميتوني دروازه هاي ديگه رو با استفاده از دروازه هاي نااند بسازي؟
چرا ميتوني دروازه های NAND به راه های خاصی وصل میکنی و یا دروازه ها و نه. این دروازه نااند باعث می شود یک ساختمان جهانی.
چرا مهندس ها از 3 دروازه ورودي NAND استفاده ميکنن؟
فضا رو ذخیره میکنی و تعداد بخش ها رو کاهش میدی. يک دروازه ميتونه سه تا سيگنال رو در يک زمان انجام بده این کمک به کار حوزه شما کمتر می کند و از قدرت کمتر استفاده می کند.
چطوری یک دروازه ی ورودی NAND را در یک نمودار می بینید؟
شما از نماد دروازه با يه دايره کوچيک در خروجي استفاده ميکنيد. دايره به اين معنيه که خروجي معکوس شده
نکته: همیشه دنبال حباب بگردید تا دروازه ی NAND را پیدا کنید.
