The XOR sau Exclusive OR Gate este un tip special de poartă logică folosită în electronica digitală pentru a efectua operația exclusivă SAU. Poarta XOR ia două intrări și produce o ieșire în funcție de combinația celor două intrări aplicate.
În, acest articol va explica complet teoria porții XOR împreună cu ea tabelul de adevăr , Expresie booleană , simbol logic , schema circuitului , și altele.
Cuprins
- Ce este XOR Gate?
- Construcția porții XOR folosind tranzistor
- Exemplu rezolvat de XOR Gate
- Aplicații ale XOR Gate
- Avantaje și dezavantaje
Ce este XOR Gate?
În electronice digitale , există un circuit logic numit XOR Gate care preia două intrări și produce o ieșire care este rezultatul operației exclusive OR efectuate pe combinația de intrări. Această poartă logică produce o ieșire înaltă sau logică 1 când ambele intrări sunt diferite, în caz contrar, produce o ieșire logică 0.
Operațiunile XOR Gate
Putem explica funcționarea porții XOR după cum urmează:
Returnează 1, dacă numărul de intrare logic mare este impar.
Powershell comentariu multilinieReturnează 0, dacă numărul de intrare logic mare este par.
Să presupunem că avem două intrări, A și B și ieșirea se numește X, atunci expresia este:
Expresia booleană a porții XOR este următoarea:
șir în int java
X = A’B + AB’
Simbol al porții XOR
Simbolul logic al porții XOR este prezentat în figura următoare. În această figură, variabilele A și B reprezintă liniile de intrare și A’B + AB’ este ieșirea porții XOR.
Simbolul logic al porții XOR și tabelul de adevăr
Tabelul de adevăr al porții XOR
Tabelul de adevăr al unei porți XOR este prezentat mai jos. Acest tabel arată relația dintre intrările și ieșirile porții XOR. Aceasta oferă, de asemenea, informații despre funcționarea porții XOR pentru diferite combinații de intrare.
Este important de reținut că nu avem o singură poartă XOR cu trei sau mai multe linii de intrare. Există doar două porți XOR de intrare. Dar în cazul în care avem nevoie de o poartă XOR care are mai mult de două linii de intrare, pur și simplu combinăm mai multe porți XOR cu două intrări pentru a obține poarta XOR dorită.
Construcția porții XOR folosind tranzistor
Putem implementa exclusiv SAU poarta folosind tranzistorul. Iată circuitul care arată conectarea diferitelor elemente de circuit care sunt combinate pentru a implementa operația XOR.
Poarta XOR folosind tranzistorul NPN
Funcționarea circuitului
Vom înțelege acest circuit cu ajutorul diferitelor scenarii de intrare în cazul unei porți XOR cu 2 intrări:
CAZUL I: Când ambele intrări sunt zero. (A=0, B=0)
Atunci când ambele intrări A și B sunt zero atunci tranzistoare Q1, Q2, Q4 și Q5 sunt în circuit deschis, astfel încât LED-ul nu se va aprinde deoarece atât Q4, cât și Q5 sunt deschise, astfel încât pinul negativ al LED-ului nu este conectat la pământ.
CAZ II: Când o intrare dacă este logic mare și alta este logic scăzută (A=1, B=0)
În acest caz, putem observa cu ușurință că Q4 funcționează ca circuit apropiat acum. Deci, pinul negativ al LED-ului este conectat la Q3 prin Q4 și, în cele din urmă, care este conectat la masă, astfel încât în acest caz LED-ul se va aprinde.
CAZ III – Când o intrare dacă este logic mare și alta este logic scăzută (A=0, B=1)
În acest caz, putem observa cu ușurință că Q5 funcționează ca circuit apropiat acum. Deci, pinul negativ al LED-ului este conectat la Q3 prin Q5 și, în cele din urmă, care este conectat la masă, astfel încât în acest caz LED-ul se va aprinde.
cum să accesezi fotografiile icloud
CAZUL IV – Când ambele intrări sunt logice mari. (A=1, B=1)
În acest caz, când ambele A și B sunt logice mari, atunci tranzistoarele Q1 și Q2 sunt de asemenea activate, atunci curentul va merge direct de la joncțiunea +5V la masă prin tranzistoarele Q1 și Q2 și nu va intra în calea în care Q3 este conectat ca un rezultat tranzistorul Q3 va acționa acum ca circuit deschis și, în cele din urmă, pin negativ al LED este deconectat de la masă, astfel încât LED-ul nu se va aprinde.
Secvența Fibonacci java
Aplicații ale XOR Gate
Iată câteva dintre aplicațiile XOR Gate:
- Criptarea datelor: Porțile XOR sunt utilizate în algoritmii de criptare a datelor. Deoarece este folosit pentru a combina datele cu cheia secretă pentru a le amesteca, făcând foarte dificilă spargerea persoanelor neautorizate.
- Circuite comparatoare: Este folosit în circuitul comparator pentru a verifica dacă cele două valori binare sunt egale sau nu. În ceea ce privește același tip de intrare, dă ieșire 0 și pentru intrări diferite, dă ieșire 1.
- Adunare și scădere binară: Ajută la determinarea sumei fiecărui bit și, de asemenea, la combinarea cu altele porți logice pentru a gestiona operațiunile de împrumut.
- Comutați șlapii: În T flip-flops este folosit pentru circuitul care comută cu fiecare impuls de ceas trecut.
Alte utilizări ale porților XOR sunt în decodarea adresei, securitatea și controlul accesului, generarea numerelor aleatorii, sincronizarea ceasului , circuite divizor de frecvență etc.
Avantajele și dezavantajele XOR Gate
Iată câteva liste de avantaje și dezavantaje ale porții XOR prezentate mai jos:
Avantajele XOR Gate
- Ajută la detectarea dacă există un număr impar de „1” în secvența de intrări.
- Porțile XOR efectuează operația OR exclusivă, care este o operație fundamentală în logica digitala .
Dezavantajele XOR Gate
- Porțile XOR sunt un circuit de poartă complex și, la conectarea acestuia la circuitul utilizat, provoacă un consum crescut de energie și complexitate a circuitului.
- Aceasta duce la creșterea întârziere de propagare a circuitului.
- Odată cu creșterea numărului de intrări, circuitul devine din ce în ce mai complex, ceea ce face dificilă întreținerea și detectarea erorilor.
Exemplu rezolvat de XOR Gate
Găsiți un singur număr dintr-o serie de numere, având în vedere că fiecare element apare de două ori, cu excepția acelui singur element.
Soluţie: Știm că XOR a doi biți dă „0”, așa că aici putem observa că dacă XOR elementele, atunci fiecare element care apar de două ori va deveni „0” și singurul element rămas ar fi răspunsul nostru.
Ca din [7,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6]
Dacă XOR fiecare dintre elementele de mai sus, atunci elementele care apar de un număr par de ori vor da „0”, iar elementele care apar de un număr impar de ori vor da rezultat. În cele din urmă, vom obține 7 ca rezultat, deoarece doar acest element apare o singură dată și restul alte elemente apar de un număr par de ori.
Concluzie
În acest articol am aflat despre poarta XOR. XOR Gate ia valori booleene ca intrare și returnează „1”, dacă numărul de intrări logice superioare este impar și returnează 0, dacă numărul de intrări logice superioare este par.
Acest articol explică tabelul de adevăr, reprezentarea simbolică, exemplul rezolvat și aplicațiile care ajută la o mai bună înțelegere a articolului.
XOR Gate – Întrebări frecvente
Poarta XOR este poarta logică universală?
Nicio poartă XOR nu este o poartă logică universală, dar poate fi implementată prin intermediul porților logice universale.
De ce XOR și XNOR sunt porți speciale?
Porțile XOR și XNOR sunt speciale pentru că efectuează operațiuni exclusive esențiale pentru detectarea, corectarea și aritmetica binară a erorilor, făcându-le fundamentale în logica și calculul digital.
Ce este XOR pentru 2 intrări?
Pentru 2 intrări, an XOR (SAU exclusiv) poarta iese 1 dacă și numai dacă una dintre intrări este 1 și cealaltă este 0. Dacă ambele intrări sunt aceleași, ieșirea este 0.
lista de fonturi din gimp
Care este simbolul XOR?
Simbolul pentru SAU exclusiv (XOR) este ⊕.
XOR poate avea 4 intrări?
Da, o poartă XOR poate avea mai mult de două intrări. În cazul unui Poarta XOR cu 4 intrări, ieșirea este 1 dacă un număr impar de intrări este 1. Dacă numărul de 1 din intrări este par, ieșirea va fi 0.
Pot fi utilizate porțile XOR pentru adunare și scădere?
Da, porțile XOR pot fi utilizate pentru a efectua adunări și scăderi binare atunci când sunt combinate cu alte porți logice și circuite de transport. Ele sunt componente esențiale în operațiile aritmetice binare.
Cum se comportă porțile XOR în ceea ce privește logica binară și tabelele de adevăr?
Porțile XOR prezintă un comportament similar cu adiția binară modulo 2 (SAU exclusiv pe biți) și sunt folosite pentru a compara și manipula datele binare.