Bilgisayarların, akıllı cihazların ve kontrol sistemlerinin içindeki milyonlarca küçük devrenin tamamı, yalnızca iki durumu olan sinyallerle çalışır: doğru ya da yanlış, 1 ya da 0, yüksek ya da düşük gerilim. Bu sinyalleri birbiriyle karşılaştırıp yeni sinyaller üreten yapılara lojik kapı denir.
VE kapısı
VE kapısının çıkışı yalnızca tüm girişleri 1 olduğunda 1 olur. Günlük hayattan bir benzetme: bir kapının açılması için hem anahtarın çevrilmesi hem de kapı kolunun basılması gerekir.
VEYA kapısı
VEYA kapısında girişlerden en az biri 1 olduğunda çıkış 1 olur. Bir odanın aydınlatılması için iki anahtardan birinin açık olması yeterliyse, bu VEYA mantığıdır.
DEĞİL kapısı
DEĞİL kapısının tek girişi vardır ve çıkışı girişin tersini verir: giriş 1 ise çıkış 0, giriş 0 ise çıkış 1 olur. Buna evirici de denir.
Doğruluk tabloları
Bir kapının davranışı, bütün giriş kombinasyonları için çıkışı yazan bir tabloyla tam olarak tanımlanır. İki girişli VE kapısının tablosu şöyledir:
- A = 0, B = 0 için çıkış 0.
- A = 0, B = 1 için çıkış 0.
- A = 1, B = 0 için çıkış 0.
- A = 1, B = 1 için çıkış 1.
İki girişli bir kapı için dört kombinasyon, üç girişli bir kapı için sekiz kombinasyon vardır. Tabloyu eksiksiz doldurmak, bir devrenin doğru çalışıp çalışmadığını kontrol etmenin en güvenilir yoludur.
Birleşik kapılar
VE, VEYA ve DEĞİL kapılarının çıkışlarının tersi alınarak DEĞİL-VE (NAND) ve DEĞİL-VEYA (NOR) kapıları elde edilir. Bu iki kapı tek başına kullanılarak diğer bütün lojik işlemler oluşturulabildiği için evrensel kapılar olarak anılır.
Özel VEYA (XOR) kapısı ise girişlerinin farklı olduğu durumda 1 üretir. İki bitin toplamını hesaplayan devrelerin temelinde bu kapı bulunur.
Zamanlama ve gecikme
Gerçek kapılar anında tepki vermez; giriş değişiminden çıkışın değişmesine kadar kısa bir gecikme vardır. Büyük devrelerde bu gecikmeler birikir ve dalga biçimlerinde yarışlara yol açabilir. Dalga formu görüntülemek bu tür sorunları anlamanın en pratik yoludur.
Kapıları kendin bağlayıp doğruluk tablosunu gözlemlemek için dijital mantık simülatörünü aç.
Mantık simülatörünü deneSık sorulanlar
Doğruluk tablosunda kaç satır olur?
Giriş sayısı n ise 2^n satır olur: iki girişte 4, üç girişte 8.
NAND kapısı neden önemli?
Yalnızca NAND kapılarıyla diğer lojik kapılar oluşturulabildiği için evrensel kapı olarak kabul edilir.
Bu yazı işine yaradı mı?