Lojik kapılar, lojik devre, mantık kapıları, mantık elemanları gibi bir çok isimlendirmeye sahip olan bir konuyu sizlere aktarmaya çalışacağım. Bu kadar çok isime sahip olması gözünüzü korkutmasın. Lojik kapılar insana bulmaca çözüyormuşçasına keyif veren bir konudur. Sıkı tutunun 1’ler 0’lar havada uçuşacak !
Öncelikle bilmemiz gereken bazı bilgileri inceleyelim.
- İkilik (Binary) sayı sistemi: İkilik sayı sisteminin tabanı 2’dir. Bu yüzden bu sistemde sadece “0” ve “1” rakamları kullanılmaktadır.
- lojik 0 = 0 Volt anlamına gelir. Gerilim yoktur.
- Lojik 1 = +5 V anlamına gelir. Gerilim vardır.
- Doğruluk tablosu ( Truth Table) : Bir lojik kapının girişlerine verilen gerilim sonucu, çıkışın ne olacağını gösteren tablodur.
Lojik Kapılar Nedir ?
Dijital devrelerin tasarımında kullanılan temel devre elemanlarına lojik kapılar ( mantık kapıları ) adı verilir. Lojik kapıların bir çıkışı ve birden fazla girişi vardır. Girişe gelen değere bağlı olarak çıkış ifadesi oluşur. Bir kapının çıkışını başka bir kapının girişine vererek veya kapıları birleştirerek bir çok devre tasarlanabilir. Lojik kapılar genellikle entegre biçiminde üretilirler. Yapımlarında direnç, transistör, diyot gibi elemanların bulunduğu devreler kullanılır. Bir entegre üzerinde birden fazla lojik kapı vardır. Örneğin; 7414 entegresinde 6 adet değil kapısı bulunmaktadır.
Üç temel lojik kapımız vardır. Ve bu üç kapının farklı biçimlerde birleşmesi ile oluşmuş kapılar vardır.
Temel lojik kapıları:
- Not ( Değil ) kapısı
- And ( Ve ) kapısı
- Or ( Veya ) kapısı
Birleşimden oluşan lojik kapılar:
- NAND ( Ve Değil ) kapısı
- NOR ( Veya Değil ) kapısı
- XOR ( Özel Veya ) kapısı
- XNOR (Özel Veya Değil ) kapısı
Not (Değil ) Lojik Kapısı
- Tek girişi ve tek çıkışı vardır.
- Giriş lojik 1 ise çıkış lojik 0’dır.
- Giriş lojik 0 ise çıkış lojik 1’dir.
- Bir ifadenin değili Ā veya A‘ şeklinde gösterilir.
- Çıkış ifadesi C=Ā şeklindedir.
- 7404 entegresinde 6 adet değil kapısı bulunur.
Yukarıda bulunan doğruluk tablosuna bakıldığında A girişi 0 olduğu zaman C çıkışından 1 değerini alınır. A girişi 1 olduğu zaman ise C çıkışından 0 değeri alınır. Sonuç olarak, değil kapısına hangi değer giriş olarak verilirse o değeri tersleyerek çıkış verecektir.
And ( Ve ) Lojik Kapısı
- İki veya daha fazla girişi olabilir. Tek çıkışı vardır.
- Herhangi bir girişi “0” ise çıkış “0” olur.
- Girişlerin tümü “1” olduğu zaman çıkış “1” olabilir.
- Çıkış ifadesi C=A*B ‘dir.
- 7408 entegresinde 4 adet iki girişli ve kapısı bulunur.
Doğruluk tablosuna baktığımız zaman A ve B olmak üzere iki giriş ve tek çıkış olduğunu görürüz. A veya B girişlerinden biri “0” olduğu zaman çıkış “0” olur. Sadece A=1 ve B=1 olduğu zaman çıkış ifadesi “1” olur.
Pil, lamba ve iki anahtardan oluşan basit bir seri devre hayal edelim. Anahtarın açık olma durumunu “0” ve kapalı olma durumunu “1” olarak belirleyelim. Lambanın yanması “1” ve yanmaması ise “0” dır. Devrede iletimin gerçekleşebilmesi ve lambanın yanması için iki anahtarın da kapalı olması gerekir. Anahtarlardan biri açık olduğu zaman iletim sağlanmaz ve lamba yanmaz. Veyahut; iki anahtar da açık olursa yine iletim sağlanmaz ve lamba yanmaz. Aşağıda bulunan giftte bu durumu görebiliriz.
Ve kapısında zamana bağlı olarak girişlerin çıkışı nasıl değiştirdiğini aşağıdaki görselden inceleyebiliriz. Kırmızı çizgiler girişleri ve mor çizgi ise çıkışı temsil etmektedir. Görsele baktığımızda input A ve input B lojik 1 olduğunda X çıkışı lojik 1 olmaktadır. B girişi değişmediği halde A girişi low seviyesine düştüğü için X çıkışımız low seviyesine inip bize lojik 0 değerini verir. Ve kapısının doğruluk tablosuna bakarak aşağıdaki giriş çıkışları karşılaştırabilir ve öğrendiklerinizi pekiştirebilirsiniz.
High = Lojik 1 Low = Lojik 0 İnput A = A Girişi İnput B = B Girişi İnput C = C Girişi Output X = X Çıkışı
Or ( Veya ) Kapısı
- İki veya daha fazla girişi olabilir. Tek çıkışı vardır.
- Herhangi bir girişi “1” ise çıkış “1” olur.
- Girişlerin tümü “0” olduğu zaman çıkış “0” olabilir.
- Çıkış ifadesi C=A+B ‘dir.
- 7432 entegresinde 4 adet iki girişli veya kapısı bulunur.
Yukarıda bulunan doğruluk tablosunu inceleyelim. A ve B girişlerinden herhangi birinin “1” olduğu durumda çıkış ifadesi “1” oluyor. Sadece A=0 ve B=0 olduğu durumda C ifadesi (çıkış) “0” oluyor. Bu durumu da basit bir devreyle anlatalım.
Pil, lamba ve iki anahtardan oluşan basit bir devre hayal edelim.Seri devre üzerinde anahtarların birbirine paralel olduğu durumu düşünelim. Anahtarı açık olma durumunun “0” ve kapalı olma durumunun “1” olduğunu biliyoruz.. Lambanın yanmasın “1” ve yanmamasının “0” olduğunu da biliyoruz. Lambanın yanabilmesi için paralel kollardan birinden veya ikisinden enerji gelmesi gerekir. Yani sadece A girişinin lojik 1 olması veya sadece B girişinin lojik 1 olması lambanın yanması için yeterlidir. A ve B girişinin aynı anda lojik 1 olması lambayı yine yakacaktır. Aynı anda A ve B girişlerinin 0 olduğu durumda durumda iletim tamamlanmayacaktır ve lamba yanmayacaktır. Bu örneği aşağıda bulunan gifi inleyerek daha iyi anlayabilirsiniz.
Veya kapısında zamana bağlı olarak girişlerin çıkışı nasıl değiştirdiğini aşağıdaki görselden inceleyebiliriz. Kırmızı çizgiler girişleri ve mor çizgi ise çıkışı temsil etmektedir. Görsele baktığımızda input A ve input B lojik 1 olduğunda X çıkışı lojik 1 olmaktadır. Daha sonra iki girişte lojik 0 olduğunda C çıkışı da lojik 0 olmaktadır. B girişi değişmediği halde A girişi lojik 1 olduğu için X çıkışımız tekrardan lojik 1 seviyesine geliyor. Veya kapısının doğruluk tablosuna bakarak aşağıdaki giriş çıkışları karşılaştırabilir ve öğrendiklerinizi pekiştirebilirsiniz.
High = Lojik 1 Low = Lojik 0 İnput A = A Girişi İnput B = B Girişi İnput C = C Girişi Output X = X Çıkışı
Neler Öğrendik ?
- Lojik kapıların sembollerini
- Lojik kapıların doğruluk tablolarını
- Lojik kapıların çıkış ifadelerini
- Zamana bağlı olarak çıkış ifadelerinin değişimini öğrendik.
Neler Öğreneceğiz ?
- 7414-7408-7432 entegreleri
- NAND – NOR – XOR – XNOR kapıları
Bu yazıda lojik kapılardan üç tanesini öğrenmiş olduk. Bu kapılar lojik devrelerin, dijital elektroniğin temelini oluşturmaktadır. Umarım yazı sizlere faydalı olmuştur. Elektronikle ilgili yazılarıma göz atmak isterseniz buraya tıklayabilirsiniz. Sizleri olduğunuz yerden alıp uzaya götürecek bir yazı için ise buraya tıklayabilirsiniz. Yeni yazılarda görüşmek üzere.. 🖐
