Que sont les portes logiques ?
Tous les circuits électroniques numériques complexes, tels que les microprocesseurs, la mémoire vive (RAM), les microcontrôleurs et autres, sont composés d’un grand nombre de circuits logiques internes complexes. Ceux-ci, à leur tour, sont constitués de circuits logiques plus petits et moins complexes, jusqu’à ce que nous atteignions enfin les plus petits circuits électroniques logiques qui ont des fonctions simples et sont appelés portes logiques.
Les portes logiques sont des circuits électroniques aux fonctions simples. Leur structure interne se compose d’un ensemble de transistors interconnectés. La façon dont ces transistors sont connectés détermine la fonction de la porte logique. Les portes logiques sont des circuits électroniques qui ont des entrées allant d’une seule entrée à, dans certains cas, jusqu’à seize entrées, et ils ont une sortie unique.
La porte logique NON
La porte logique "NON" est la seule avec une entrée unique parmi toutes les portes logiques dont nous allons apprendre, et elle a un autre nom, qui est l’inverseur. Nous attribuons des symboles conventionnels à des portes logiques, convenus internationalement, afin de faciliter le dessin de circuits électroniques.
Le symbole de la porte logique NON
Dans l’image, nous avons le symbole de l’inverseur ou la porte logique « NON ». Comme nous pouvons le voir sur l’image, la porte logique « NON » a une seule entrée étiquetée avec la lettre A et une seule sortie étiquetée avec la lettre F. Ces lettres sont des noms pour les entrées et les sorties qui nous aideront à l’avenir à écrire des fonctions logiques algébriquement.
La fonction de la porte logique NON
La fonction de la porte logique est simple : lorsqu’un état logique 0 est en entrée, la porte l’inverse vers un état logique 1 et fournit le résultat à la sortie F.
La table de vérité de la porte logique NON
La fonction de la porte logique NON sous forme algébrique
Comme nous l’avons mentionné précédemment, nous pouvons exprimer des fonctions logiques sous la forme d’équations algébriques en attribuant à chaque fonction logique un symbole mathématique. Pour la porte logique « NON », nous l’exprimons avec une barre au-dessus de la lettre représentant le nom de l’entrée. Ainsi, nous écrivons:
La porte logique OU
La deuxième porte logique est « OU », et sa fonction est qu’elle produit un état logique 0 en sortie dans un seul cas, c’est-à-dire lorsque toutes les entrées sont à 0. Sinon, elle produit un état logique 1 en sortie.
Le symbole de la porte logique OU
La table de vérité de la porte logique OU
Équation algébrique de la porte logique OU
Nous exprimons la fonction de la porte OU algébriquement en utilisant le symbole mathématique +, mais cela ne représente pas l’opération d’addition. Au lieu de cela, il symbolise le parallélisme ou le choix, car c’est un symbole logique plutôt qu’un symbole mathématique..
Pour clarifier davantage l’idée, il est possible de dessiner un circuit électrique équivalent à la porte logique OU, où les commutateurs A et B représentent les entrées, et l’ampoule F représente la sortie. Le placement des deux commutateurs en parallèle remplit exactement la même fonction que la porte logique OU.
Lorsque l’interrupteur est ouvert, il est à l’état logique 0 et lorsqu’il est fermé, il est à l’état logique 1. Lorsque l’ampoule est éteinte, elle est à l’état logique 0, tandis que lorsqu’elle est allumée, elle est à l’état logique 1. Les portes logiques « OR » existent avec plus de deux entrées, et il est possible d’en combiner deux.portes logiques d’entrée pour créer des portes logiques à entrées multiples selon les besoins.
La porte logique ET
symbole de la porte logique ET
Fonction de la porte logique ET
La porte logique ET donne un état logique 1 en sortie dans un seul cas : lorsque toutes les entrées sont à l’état logique 1.
Table de vérité de la porte logique ET
Expression algébrique de la porte logique ET
Pour exprimer algébriquement la fonction de la porte logique ET, nous utilisons le point, le symbole de la multiplication en mathématiques, car la fonction de la porte ET en électronique est la même que celle de la multiplication en mathématiques.
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