giovedì 14 gennaio 2010

porte logiche


Le porte logiche costituiscono gli elementi base con i quali sono costruiti tutti i dispositivi digitali. Esse presentano una sola uscita e uno o più ingressi. Ricordiamo che le porte logiche presentano segnali digitali, quindi possono assumere in uscita solo 2 valori: 0 (basso) 1 (alto).Detto questo ora analizziamo il comportamento delle singole porte:

[size=7][color=red]Porte logiche fondamentali[/color][/size]

-NOT
-AND
-OR

[size=7][color=red]Porte logiche derivate[/color][/size]

-NAND
-NOR
-EX-OR ( EXCLUSIVE OR)
-EX-NOR ( EXCLUSIVE NOR)

PORTA NOT (INVERTER):

La porta NOT presenta un solo ingresso e un' uscita e funziona così: se all' ingresso ho un valore logico basso (0) l'uscita si porta a valore logico alto (1) e viceversa. Questa porta da in uscita il valore inverso rispetto al valore di ingresso.

PORTA AND

La porta AND presenta due o più ingressi ed un' uscita e funziona così: l' uscita della porta logica AND si porta a valore logico alto (1) solo se tutti gli ingressi sono a valore logico alto (1). Se questa condizione non si verifica l'uscita è sempre a valore logico basso (0)

PORTA OR

La porta OR presenta due o più ingressi ed un'uscita e funziona così: l'uscita della porta OR assume valore logico basso solo quando tutti gli ingressi sono a valore logico basso. Se questa condizione non si verifica l' uscita è sempre a valore logico alto (1)


PORTA NAND

La porta NAND è costituita da una porta AND e da una porta NOT che inverte l' uscita della AND, quindi l'uscita sarà bassa (0) solo quando tutti gli ingressi saranno alti (1)

PORTA NOR

La porta NOR è ottenuta negando con una porta NOT l' uscita della OR, quindi l'uscita sarà alta (1) solo quando tutti gli ingressi sono bassi (0)

PORTA EX-OR
La porta EX-OR dà valore logico alto (1) quando gli ingressi presentano valore logico diversi tra loro

PORTA EX-NOR
La porta EX-NOR dà valore logico alto (1) quando gli ingressi presentano lo stesso valore logico.

Se avete approfondimenti da postare fatelo pure se avete qualcosa da richiedere chiedete nella Tag board per evitare di intasare la discussione

Tutte le porte logiche elencate hanno una loro rappresentazione grafica che le contraddistingue , ad ogni porta è legata anche una tabella chiamata Tavola della Verità che riporta nelle colonne di sinistra lo stato logico assegnato agli ingressi e sulla destra il risultato all'uscita.

NOT (Iverter) ..................OR.......................AND
[IMG]http://image.forumfree.it/4/5/3/6/2/8/7/1247753143.gif[/IMG] , [IMG]http://image.forumfree.it/4/5/3/6/2/8/7/1247753523.gif[/IMG] , [IMG]http://image.forumfree.it/4/5/3/6/2/8/7/1247753548.gif[/IMG]

......NOR............................NAND.............EX-OR (EXCLUSIVE OR). EX-NOR (EXCLUSIVE NOR)

[IMG]http://image.forumfree.it/4/5/3/6/2/8/7/1247753658.gif[/IMG],[IMG]http://image.forumfree.it/4/5/3/6/2/8/7/1247753698.gif[/IMG],[IMG]http://image.forumfree.it/4/5/3/6/2/8/7/1247753721.gif[/IMG],[IMG]http://image.forumfree.it/4/5/3/6/2/8/7/1247753748.gif[/IMG]

esistono varie famiglie di integrati ,che si differenziano nella tecnologia in cui sono realizzati , questa tecnologia influenza il consumo in corrrente , la frequenza massima cui l'integrato può lavorare e la tensione degli stati logici , gli standard a cui ci si riferisce sono essenzialmente 2 :

- Integrato TTL di norma alimentato con tensioni comprese tra i 4,5V e i 5,0V , vivamente consigliato non superare mai i 5V stabilizzati, riconosce e considera "Livello logico 0" qualsiasi tensione che risulta inferiore a 0,5 V e "Livello logico 1" qualsiasi tensione che risulta superiore a 1V , per evitare condizioni di instabilità è consigliabile che il "Livello logico 1" risulti sempre maggiore di 2,5 volt.

- Integrato C-MOS può essere alimentato con tensione compresa tra i 3V e i 18V , riconosce come "Livello logico 0" una tensione compresa tra 0 e 1/3 di quella di alimentazione e "Livello logico 1" una tensione superiore ai 2/3 di quella di alimentazione , in uscita i livelli di tensione saranno 0,1 volt per il "Livello logico 0" e volt uguali a quelli dell' alimentazione per il "Livello logico 1"
[URL=http://image.forumfree.it/4/5/3/6/2/8/7/1247738319.gif][IMG]http://image.forumfree.it/4/5/3/6/2/8/7/t/1247738319.gif[/IMG][/URL][URL=http://image.forumfree.it/4/5/3/6/2/8/7/1247738356.gif][IMG]http://image.forumfree.it/4/5/3/6/2/8/7/t/1247738356.gif[/IMG][/URL]

Per rendere più preciso e veloce l'interpretazione degli stati logici all'ingresso delle porte viene inserita una resistenza sul piedino di ingresso con elevato valore (compreso tra 1000 e i 22000 ohm) che forza lo stato a livello logico alto se l'atro capo della resistenza è collegata al positivo di alimentazione , detta resistenza viene chiamata di Pull UP , o a livello basso se viene collegata a massa ,detta resistenza viene chiamata di Pull DOWN , così da evitare la zona icerta riportata nello schema.

Non risultando compatibili i livelli logici di un C-MOS con quelli di un TTL sono necessarie delle interfacce per l'utilizzo di entrambi.