StudyFi Lab · Elektrotechnika

Bramki logiczne

Bramki logiczne to darmowa interaktywna symulacja ze StudyFi Lab. Działa bezpośrednio w przeglądarce, bez rejestracji i bez instalacji.

AND, OR, NOT, XOR i sumatory zbudowane z bramek

Eksperymenty

Bramki logiczne

Bramka logiczna zamienia sygnały wejściowe 0 i 1 na jedno wyjście. AND daje 1 tylko wtedy, gdy oba wejścia są 1 (Q = A · B), OR, gdy co najmniej jedno jest 1 (Q = A + B), XOR, gdy wejścia się różnią, a NOT odwraca swoje wejście. NAND i NOR to AND i OR z zanegowanym wyjściem — oznacza to kółko na symbolu. Tablica prawdy wymienia wszystkie kombinacje wejść; wyróżniony wiersz to ten ustawiony przełącznikami.

Spróbuj: Wybierz NAND i znajdź jedyną kombinację wejść, przy której dioda LED gaśnie.

Zbuduj układ

Złóż własny układ z przełączników, bramek i diod LED. Każdy przewód prowadzi sygnał z jednego wyjścia do jednego wejścia; wyjście może sterować kilkoma wejściami, ale wejście słucha tylko jednego przewodu. Sygnał płynie tylko do przodu — przewód, który zawróciłby wyjście bramki do jej własnego wejścia (sprzężenie zwrotne), zostanie odrzucony. Tablica prawdy całego układu zmienia się w trakcie łączenia.

Spróbuj: Używając tylko bramek NAND, zbuduj NOT (połącz oba wejścia jednej bramki NAND), a potem AND — NAND jest uniwersalna.

Półsumator

Półsumator dodaje dwie liczby jednobitowe. Bit sumy to S = A ⊕ B (XOR), a przeniesienie to C = A · B (AND). Dla 1 + 1 wynik to 10₂ = 2: suma wynosi 0, a 1 przenosi się na następną pozycję, tak jak przy dodawaniu pisemnym.

Spróbuj: Ustaw oba wejścia na 1 i sprawdź, że diody C S pokazują 10, czyli dwa w systemie dwójkowym.

Sumator pełny

Sumator pełny przyjmuje dodatkowo przeniesienie Cᵢₙ z niższej pozycji, więc dodaje trzy bity. Składa się z dwóch półsumatorów: S = A ⊕ B ⊕ Cᵢₙ, a przeniesienie Cₒᵤₜ = A · B + Cᵢₙ · (A ⊕ B) wynosi 1 zawsze, gdy co najmniej dwa wejścia są 1. Łącząc sumatory pełne w łańcuch, dodaje się liczby dowolnej długości.

Spróbuj: Ustaw wszystkie trzy wejścia na 1: 1 + 1 + 1 = 3 = 11₂, więc świecą obie diody.

Sumator 2-bitowy

Dwie liczby 2-bitowe A = A₁A₀ i B = B₁B₀ (każda od 0 do 3) dodaje się tak jak pisemnie. Półsumator dodaje najniższe bity A₀ + B₀, a jego przeniesienie trafia do sumatora pełnego dla bitów A₁ + B₁. Wynik S₂S₁S₀ ma trzy bity, bo największa suma 3 + 3 = 6 = 110₂ potrzebuje jednej pozycji więcej.

Spróbuj: Ustaw A = 3 i B = 1 i zobacz, jak przechodzi przeniesienie: 11₂ + 01₂ = 100₂ = 4.

Zamek szyfrowy

Dioda LED zapala się tylko dla jednej kombinacji czterech przełączników. Wewnątrz każdy przełącznik trafia do bramki AND bezpośrednio (kod wymaga 1) albo przez NOT (kod wymaga 0); bramki AND dają 1 tylko wtedy, gdy wszystkie ich wejścia są 1. Tak układ cyfrowy rozpoznaje jeden dokładny wzór bitów.

Spróbuj: Znajdź kod metodą prób, a potem otwórz układ: bramki NOT zdradzą, które przełączniki muszą być na 0.

Najczęstsze pytania

Czym jest Bramki logiczne?

Bramki logiczne to darmowa interaktywna symulacja ze StudyFi Lab. Działa bezpośrednio w przeglądarce, bez rejestracji i bez instalacji. AND, OR, NOT, XOR i sumatory zbudowane z bramek

Czy aplikacja Bramki logiczne jest darmowa?

Tak. Aplikacja Bramki logiczne jest całkowicie darmowa. Działa w przeglądarce na komputerze, tablecie i telefonie, a konto nie jest potrzebne.

Co mogę odkryć w aplikacji Bramki logiczne?

Bramki logiczne, Zbuduj układ, Półsumator, Sumator pełny, Sumator 2-bitowy, Zamek szyfrowy.

Co pokazuje eksperyment „Bramki logiczne”?

Bramka logiczna zamienia sygnały wejściowe 0 i 1 na jedno wyjście. AND daje 1 tylko wtedy, gdy oba wejścia są 1 (Q = A · B), OR, gdy co najmniej jedno jest 1 (Q = A + B), XOR, gdy wejścia się różnią, a NOT odwraca swoje wejście. NAND i NOR to AND i OR z zanegowanym wyjściem — oznacza to kółko na symbolu. Tablica prawdy wymienia wszystkie kombinacje wejść; wyróżniony wiersz to ten ustawiony przełącznikami.

Co pokazuje eksperyment „Zbuduj układ”?

Złóż własny układ z przełączników, bramek i diod LED. Każdy przewód prowadzi sygnał z jednego wyjścia do jednego wejścia; wyjście może sterować kilkoma wejściami, ale wejście słucha tylko jednego przewodu. Sygnał płynie tylko do przodu — przewód, który zawróciłby wyjście bramki do jej własnego wejścia (sprzężenie zwrotne), zostanie odrzucony. Tablica prawdy całego układu zmienia się w trakcie łączenia.

Uczysz się do sprawdzianu?

Wgraj swoje notatki, a StudyFi zrobi z nich fiszki, testy i podcasty.

Wypróbuj StudyFi za darmo