قطعات الکترونیک مدارهای الکترونیک

تحلیل و بررسی مدارهای منطقی قسمت پنجم: شناخت گیت منطقی XOR

basic-digital-logic-circuit-part-five-xor-gate-digispark
نوشته شده توسط معین صابری

در سلسله آموزش های تحلیل و بررسی مدارهای منطقی، قسمت پنجم به بررسی گیت و عملگر XOR می پردازیم. در قسمت های پیشین به دو عملگر بسیار مهم، AND و OR پرداختیم. همچنین پس از معرفی این دو عملگر، با عملگر کلیدی NOT آشنایی یافتیم. در این قسمت به بررسی دیگر عملگر منطقی مهم، XOR می پردازیم. عملگر و گیت XOR یکی از مهم ترین و پرکاربردترین عملگر منطقی به حساب می آید؛ به طوریکه مدارات دیجیتال محاسباتی و سیستم محاسبه گر پردازنده ها، بر پایه این گیت استوار هستند. در این آموزش همانند آموزش های پیشین، به تحلیل و بررسی این گیت می پردازیم. در ادامه با مرجع تخصصی الکترونیک به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

 


مفهوم XOR در سیستم های دیجیتال


عملگر XOR یکی از پرکاربردترین عملگر منطقی به حساب می آید. اهمیت این عملگر به قدری زیاد است که در مدارات مختلف جهت جمع و پیاده سازی پردازنده ها، بسیار کاربرد دارد. در قسمت پیشین به عملگر NOT پرداختیم. در آموزش گیت NOT دیدیم که این گیت خروجی را نسبت به ورودی، معکوس می کند. عملگر XOR نیز در تعریف خود، از عملگر NOT بهره می برد. این عملگر خروجی را به صورت زیر تعریف می کند.

در معادله فوق، خروجی تنها زمانی یک خواهد بود که ورودی ها با هم برابر نباشند. برای روشن تر شدن موضوع، جدول صحت زیر را مشاهده نمایید.

Y B A
۰ ۰ ۰
۱ ۱ ۰
۱ ۰ ۱
۰ ۱ ۱

 

به عنوان تمرین، می توانید ورودی های مختلف را در معادله XOR قرار داده و خروجی را مشاهده نمایید. خواهید دید که خروجی زمانی یک می شود که ورودی ها با هم متفاوت باشند. عملگر XOR دارای نمادی به شکل ⊕ است. به عنوان مثال، معادله این عملگر را می توان به صورت زیر هم نوشت.

پس از بررسی معادلات ریاضی و جدول صحت، نوبت به بررسی گیت XOR می رسد. قسمت بعدی به این موضوع پرداخته می شود.

 


گیت منطقی XOR


گیت XOR دقیقا همانند تعریف عملگر آن و مطابق جدول صحت، عمل می کند. خروجی این گیت را زمانی ۱ خواهیم یافت که ورودی ها مخالف یکدیگر باشند. تصویر زیر نمایی از این گیت کاربردی، نمایش می دهد.

گیت منطقی XOR - دیجی اسپارک

 

مطابق تصویر فوق، با اعمال ورودی های مختلف به گیت، خروجی را می توانید مشاده کنید. چنانکه پیشتر گفته شد، خروجی زمانی برابر با یک خواهد بود که ورودی ها مختلف باشند. این موضوع نیز در آی سی این گیت برقرار است. قسمت بعدی به این موضوع پرداخته می شود.

 


آی سی ۷۴۸۶


در قسمت های پیشین به بررسی عملگر XOR، روابط ریاضی و جدول صحت آن پرداختیم. همچنین در قسمت پیشین به بررسی گیت منطقی پرداختیم. در اینجا به آی سی گیت XOR، ۷۴۸۶، می پردازیم. این آی سی که از ۴ گیت XOR تشکیل شده، قادر به ایجاد خروجی متناسب با ورودی های دریافتی است. تصویر زیر نمایی از این آی سی را نمایش می دهد.

آی سی 7486 گیت منطقی XOR - دیجی اسپارک

 

مطابق تصویر فوق، این ای سی از ۴ گیت XOR تشکیل شده است. در اینجا ما به یکی از گیت ها اعمال ورودی می کنیم. این ورودی ها را به صورت مخالف هم در نظر گرفته تا خروجی یک شود. در صورت یک شدن خروجی، LED روشن خواهد شد.

 

عملکرد آی سی گیت منطقی XOR - دیجی اسپارک

 

مطابق شماتیک فوق، به یکی از ورودی ها صفر منطقی(۰ ولت) و به دیگری یک منطقی(۵ ولت) اعمال کردیم. در ادامه با توجه به تعریف گیت XOR، از آنجاییکه دو ورودی با هم یکسان نبودند، خروجی یک شده و LED نیز روشن گردید.


لوازم مورد نیاز


 

 لینک آی سی ۷۴HC86N گیت XOR، کلیک کنید


جمع بندی


در سلسله آموزش های مدارهای منطقی، قسمت پنجم به بررسی و تحلیل گیت XOR پرداختیم. گیت XOR یکی از مهم ترین و پرکاربردترین گیت های منطقی به شمار می رود. این گیت که در طراحی واحد محاسبه و منطق پردازنده ها استفاده می شود، عملکرد جالبی دارد. در این آموزش به تحلیل و بررسی این گیت کاربردی پرداختیم. در ابتدا به رسم آموزش های پیشین، عملگر، رابطه ریاضی و جدول صحت این عملگر را بررسی کردیم. در ادامه گیت این عملگر معرفی شده و در نهایت با معرفی آی سی، با اعمال ورودی به آی سی و مشاهده خروجی متناسب، پرداختیم.

 

چنانچه مطالب این آموزش را گنک یافتید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در مطالب درج شده وجود دارد می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید

 

درباره نویسنده

معین صابری

کارشناسی ارشد رشته معماری سیستم های کامپیوتری

مالي که ز تو کس نستاند، علم است
حرزي که تو را به حق رساند، علم است
جز علم طلب مکن تو اندر عالم
چيزي که تو را ز غم رهاند، علم است
(شیخ بهایی)

تبادل نظر و رفع عیب با ثبت دیدگاه