Các cổng Logic

nguồn-tham khảo từ bài viết 

Logic là gì?
Logic là một kiểu luận lý, là một kiểu lập luận cho thấy mối quan hệ tất yếu giữa các nguyên nhân đưa đến một kết quả xác định. Logic đơn giản nhất là đóng khóa điện thì bóng đèn sáng, hở khóa điện thì bóng đèn tắt.
Mở 2 mắt thì thấy đường, nhắm một mắt cũng còn thấy đường, chỉ khi nhắm cả 2 mắt thì mới không thấy đường. Trong mạch điện có 3 logic cơ bản, đó là: Logic AND, logic OR và logic NOT.



Logic AND có thể diễn tả theo mô hình các khóa điện cho mắc nối tiếp. Logic AND có thể phát biểu như sau: Có 4 khóa điện ḿăc nối tiếp, chỉ khi cả 4 khóa điện cùng đóng kín bóng đèn mới sáng và chỉ cần một khóa điện hở là đèn sẽ tắt.

Logic OR có thể diễn tả theo mô hình các khóa điện cho mắc song song. Logic OR có thể phát biểu như sau: Có 4 khóa điện mắc song song, chỉ khi cả 4 khóa điện đều hở lúc đó đèn mới tắt, chỉ cần một khóa điện đóng kín là đèn sẽ sáng.

Logic NOT có thể diển tả theo mô hình khóa điện mắc song song với bóng đèn. Logic NOT có thể phát biểu như sau: Khi khóa đèn hở thì đèn sẽ sáng và khi khóa điện đóng kín thì đèn mất áp và sẽ tắt.

Bạn biết chỉ cần có 3 dạng logic đơn giản này mà người ta đã tạo ra một vương quốc kỹ thuật số, với biết bao thành tựu không thể tưởng tượng nỗi.



- Bảng chân giá cho thấy: chỉ khi các ngả vào đều ở bit 1 thì ngả ra mới ở bit 1, chỉ cần một ngả vào ở bit 0 thì ngả ra sẽ ở bit 0. Trong mạch điện, bit 0 ứng với mức volt thấp và bit 1 ứng với mức volt cao.

- Hình vẽ sau cho thấy ký hiệu của 2 cổng logic cơ bản là NOT và AND, và khi kết hợp 2 cổng logic này chúng ta có thể tạo ra một cổng logic rất hữu dụng khác là logic NAND. Sau này người ta dùng logic NAND làm logic nền, vì nó dễ chế tạo, giá thành thấp, do đó người ta dùng sự kết hợp của các cổng logic NAND để tạo
ra các kiểu dạng logic thông dụng khác.



Từ các cổng Logic cơ bản trên, người ta còn tạo ra các cổng Logic thông
dụng khác. Đó là Logic NOR, Logic Ex-OR hay Dị-OR



Từ bảng chân trị của cổng logic Dị-OR, chúng ta thấy: Chỉ khi 2 ngả vào ở trạng thái bit khác nhau luć đó ngả ra mới là bit 1, khi 2 ngả vào ở trạng thái bit giống nhau thì ngả ra là bit 0

Thêm tầng đảo ở ngả ra của cổng Dị-OR, chúng ta có cổng Dị-NOR, phát biểu của cổng Dị-NOR ngược lại với cổng Dị-OR.

Dưới đây là bảng chân giá của các kiểu cổng logic cơ bản. Bảng dùng cho kiểu cổng 3 ngả vào và kiểu cổng 2 ngả vào.



Các cổng logic kết hợp



Đây là cổng logic AND có 2 ngả vào, trước đó trên một ngả vào, tín hiệu đã cho qua tầng đảo. Kết quả ngả ra của cổng logic kết hợp này cho thấy ở bảng chân giá. Chúng ta thấy: Chỉ khi ngả vào A ở bit 1 và ngả vào B ở bit 0 thì ngả ra mới ở bit 1.



Trong cổng logic này, A, B là ngả vào của cổng logic NOR, B, C là ngả vào của cổng logic AND, D, E là ngả vào của cổng logic OR và bảng chân trị cho thấy trạng thái của các ngả vào ngả ra của cổng logic kết hợp.

Hình vẽ dưới đây cho thấy người ta có thể dùng cổng logic NAND để tạo ra các kiểu cổng logic khác.



Để có kiểu cổng logic kết hợp này, chúng ta có thể tạo ra từ cổng logic NAND, bạn xem hình bên dưới.