LOJİK KAPILAR

LOJİK KAPILAR

Lojik kapılar sayısal sistemlerin temelini oluştururlar. Çıkış bilgileri boolen matematiği üzerinden mantıksal işlem yapılarak çıkışa aktarılır. “1” ve  “0” mantıksal ifadeler üzerinden işlemler yapılır. “1” mantık ifadesinin karşılığı (5V), “0” mantık ifadesinin karşılığı (0V) olarak tanımlanır. Temel kapılar (VE(AND), VEYA(OR), DEĞİL(NOT)) olmak üzere 3 adettir. Ve bu kapılara ek olarak türetilmiş olan (VEDEĞİL(NAND), VEYADEĞİL(NOR), ÖZELVEYA(XOR), ÖZELVEYADEĞİL(XNOR)) kapıları da mevcuttur. Bu kapılar temelinde transistörlerin veya diyotların uygun şekilde bağlantısı ile elde edilirler. Giriş sayılarına  n dersek çıkış durum sayısı 2n olur. Giriş sayısı iki veya daha fazla olabilir. Biz burada iki giriş olan durumlardan bahsedeceğiz. Çıkış durumları doğruluk tabloları üzerinden gözlemlenebilir.

1.VE(AND) KAPISI

Boolen matematiği üzerinden çarpma işlemi gerçekleştiren kapıdır. Giriş durumlarından her ikisinin lojik “1” olduğu durumlarda çıkış durumu lojik “1” olur. Diğer durumlarda çıkış lojik “0” durumundadır.FORMÜLÜ Q=A.B dir.

Çalışmasından bahsedecek olursak;

Tansistör ile yapılmış devrede 1. transistörün emiteri 2. transistörün kollektör ucuna bağlanmıştır. Seri bağlı olarak düşünebiliriz. 1. transistör lojik 1(5V) ile iletime geçirildiğinde ancak  2 .transistörün de lojik 1(5V) ile iletime geçirilmesi halinde  toprak(-) ucuna akım akması söz konusu olacaktır. 2. transistörün emiter ucuna bağladığımız direnç üzerinden lojik “1” ve lojik “0” durumunu görebiliriz.

Anahtarlar ile yapılmış devrede ise anahtarlar seri bağlanmıştır. Voltaj kaynağından yükümüz olan lambaya akımın akması için her iki anahtarın kapalı(on) pozisyonunda olması gerekir. Ancak bu durumda lambanın yanması gözlenecektir.

2.VEYA(OR) KAPISI

Boolen matematiği üzerinden toplama işlemi gerçekleştiren kapıdır. Giriş durumlarından herhangi birisinin veya ikisinin lojik “1” olduğu durumlarda çıkış lojik “1” olur. Sadece her iki girişin lojik “0” olduğu durumlarda çıkış lojik “0” dır. FORMÜLÜ Q=A+B dir.

Çalışmasından bahsedecek olursak;

Tansistör ile yapılmış devrede kaynak(5V) kısmına 1. transistör ile  2. transistörün kollektör  uçları birbirine paralel olacak şekilde bağlanmıştır. Ayrıca emiter uçlarıda paralel olarak bağlanılmış olup direnç üzerinden toprak(-) ucuna bağlanmıştır. Burada herhangi bir transistörün iletime geçmesi halinde toprak(-) ucuna direnç üzerinden akım akması söz konusu olacaktır. Bu direnç üzerinden lojik “1” ve lojik “0” durumu gözlemlenebilir.

Anahtarlar ile yapılmış devrede ise anahtarlar birbirine paralel bağlanmıştır. Voltaj kaynağından yükümüz olan lambaya akımın akması için her iki anahtardan birisinin  kapalı(on) pozisyonunda olması gerekir. Lamba bu durumda yanacaktır. Ancak her iki anahtar açık(off) konumunda ise lamba yanmayacaktır.

3.DEĞİL(NOT)KAPISI

Girişinden uygulanan lojik değerin tersini çıkışa veren kapıdır. Formulü Q=A′    dir.

Çalışmasından bahsedecek olursak;

Transistörle yapılmış devrede transistörün kollektör ucu ile kaynak(5V) arasında direnç üzerinden bağlantı sağlanmıştır. Emiter ucu ise toprak(-) ucuna bağlanmıştır. Transistör lojik 1(5V) ile iletime geçirildikten sonra toprak(-) ucuna akım akacaktır. Transistörün iletim ve kesim durumuna göre direncin kollektöre bağlandığı yerden çıkış lojik “1” ve lojik “0” durumu gözlemlenebilir. 

Anahtarlı devrede ise anahtar açık(off) konumunda iken lamba üzerinden akım akmakta ve lamba yanmaktadır. Anahtar kapalı(on) konumuna alındığında lambaya akım gelmeden  sadece direnç üzerinden çevrim yaparak (-) ucuna akar ve lambanın yanmadığı gözlemlenir.

4.VEDEĞİL(NAND) KAPISI

Çalışmasından bahsedecek olursak;

Transistörlü devrede ilk transistörün kollektör ucu direnç ile birlikte gerilim kaynağına(5V) bağlanmıştır. Her iki transistör iletim halinde iken toprak(-) ucuna akım akması mümkündür. Çıkış lojik durumlarının gözlenmesi ilk transistör ile direnç arasındaki bağlantı üzerinden yapılmaktadır. Transistörlerin her ikisi kesimde veya biri  kesimde olduğu durumlarda çıkış durumunda lojik “1” durumu gözlemlenecektir. Her iki transistör iletim halinde iken direnç ile toprak(-) bağlantısı sağlanacağından çıkış durumu lojik “0” olarak gözlemlenecektir.

Anahtarların olduğu devrede ise her iki anahtar veya bir anahtar  açık(off) olduğu durumda direnç ve lamba üzerinden akım akacağından lamba yanacaktır. Anahtarlardan her ikisinin kapalı(on) olduğu durumda akım sadece direnç üzerinden  (-) uca doğru çevrim yapacağından lambanın yanmadığı gözlemlenecektir.

5.VEYADEĞİL(NOR) KAPISI

VEYA(OR) ile DEĞİL(NOT) kapılarının fonksiyonlarının birleştirilmesi elde edilir.Çıkışta OR(VEYA) kapısının çıkış durumlarının tersi gözlemlenmektedir. Çıkış durumu her iki girişin lojik “0” olduğu durumda lojik”1″ ,diğer giriş durumlarında lojik “0” dır.Formülü Q=(A+B)′ dir.

Çalışmasından bahsedecek olursak;

Transistörlü devrede her iki transistör kollektör uçları ve emiter uçları paralel bağlanmıştır. Kollektör uçları direnç ile birlikte gerilim kaynağına(5V) bağlanmıştır. Emiter uçları toprak(-) ucuna bağlanmıştır. Transistörlerden herhangi biri iletime geçtiğinde direnç üzerinden akım toprak ucuna doğru akım akacaktır. Çıkış durumları  ortak kollektör uçlarından gözlemlenecektir. Her iki transistör kesimde iken çıkış lojik “1” , diğer durumlarda  lojik “0” gözlemlenecektir.

Anahtarlı elektriksel devrede ise her iki anahtar açık(off) durumunda iken akım direnç ve lamba üzerinden akacağından lambanın yandığı görülecektir. Herhangi bir anahtar veya ikisi birden kapalı(on) konumuna getirilirse akım direnç üzerinden (-) uca çevrim yapacağından  lambanın yanmadığı gözlemlenecektir.

6.ÖZEL VEYA(XOR) KAPISI

Özel kapı sınıfına girmektedir. Giriş lojik ifadelerinin aynı olduğu durumlarda çıkışın lojik “0”, farklı olduğu durumlarda çıkış ifadesinin  lojik “1” olduğu kapı türüdür. Boolen matematiği çerçevesinde  A′.B +A.B′ ifadesinin sonucunu verir. Formülü  Q=A′.B + A.B′   veya  Q=A⊕B dir. 

Çalışmasından bahsedecek olursak;

Transistörlü devrede  A′.B + A.B′   işlemi transistörler ile yapılmıştır. Daha önce yaptığımız kapıların birleştirilmesinden oluşmuştur. Önce A′.B işlemine denk gelen transistörlü yapı oluşturulmuştur. Daha sonra  A.B′ işlemine denk gelen transistörlü yapı oluşturulmuştur. Bu iki işlemin sonucu aradaki (+) işaretini temsilen toplanmıştır yani veya kapısı ile birleştirilmiştir. Ve sonuç olarak giriş lojik değerlerine göre çıkışta XOR kapısının doğruluk tablosuna göre lojik değerler gözlemlenmiştir.

Anahtarlı devrede ise iki kademeli 3 kutuplu anahtar kullanılmıştır. Şekilde görüldüğü üzere bir anahtarın üst kontağı diğer anahtarın alt kontağı ile birleştirilmiştir. Ve böylece iki anahtar aynı konumda olduğu sürece lamba yanmayacak , farklı konumda olduğu sürece lambanın yandığı gözlemlenecektir.

Hafif Bilgi : Bu anahtar devresi evlerimizde kullandığımız vaviyen anahtar devresinin yapısı ile aynı mantıkta çalışmaktadır.

7.ÖZEL VEYA DEĞİL(XNOR) KAPISI

Özel kapı sınıfının son elemanıdır. XOR  kapısının tersi şeklinde lojik işlem yapar. Giriş lojik ifadelerinin aynı olduğu durumlarda çıkışın lojik “1”, farklı olduğu durumlarda çıkış ifadesinin  lojik “0” olduğu kapı türüdür. Boolen matematiği çerçevesinde  (A′.B +A.B′)′    ifadesinin sonucunu verir. Formülü  Q=A.B + A′.B′   veya Q=(A⊕B)′    dir. 

Çalışmasından bahsedecek olursak;

Transistörlü devrede  (A′.B + A.B′ )′  işlemi yapılmıştır. Yani XOR kapısının tersi(değili) alınmıştır. Bir önceki devreye ek olarak çıkış kısmına NOT(değil) kapısı eklenerek çıkış NOT kapısından alınmıştır. Ve sonuç olarak XOR kapısının tersi işlem yapan XNOR kapısı elde edilmiş olup, çıkış lojik değerleri tabloya uygun olarak gözlemlenmiştir.

Anahtarlı devrede ise iki kademeli 3 kutuplu anahtar kullanılmıştır. XOR kapısındaki anahtar yapısı kullanılmıştır sadece devreye bağlantı şekli değiştirilerek bağlanmıştır. Ve böylece iki anahtar aynı konumda olduğu sürece lamba yanacak , farklı konumda olduğu sürece akım direnç üzerinden (-) kutba doğru çevrim yapacağından lambanın yanmadığı gözlemlenecektir.

3 Responses

  1. murat memur

    serkan bey çalışmalarınız çok güzel devamını dilerim.benim size sormak istediğim,
    3 katlı engelli asansörüne (bu asansör hazır bir sistem değil)elektrikli vinç ile çalıştırılıyor
    tabii halıiyle durması gereken yerde durmaya biliyor(yani az yukarıda veya az aşağıda duruyor) tabii bu durum istenmeyen durum stabil olması ve yerinde durması gerekiyor
    benim işimde elektrik -elektronik kamuda çalışıyorum zaman zaman çalışmalarım oluyor insanlara yardımcı olmaya çalışıyorum.bana bu konuda yardımcı olabilirmisiniz
    yani: 1-asenkron motorun 3 farklı yerden ileri-geri çalışması kontrolü
    2-ve bu çalışma limit (sınır)swiçlerinin belirlediği yerde durabilmesi
    bu konularda bir projeniz varmı veya düşünürmüsünüz selamlar başarılarınızın devamını dilerim murat memur

    • admin

      Merhaba Murat bey,
      Kusura bakmayın yogunluktan ötürü site ile bu aralar fazla ilgilenemiyorum. Yogunluk bittikten sonra sorunla ilgili bilgi vermeye çalışayım.

    • admin

      Ayrıca Murat Bey tasarımı planlanan işi PLC üzerinden yapmanız işe pratiklik katabilir. Veya bu işe uygun mikro kontrolcü üzerinden ilgili kod yazılıp yazılan bu koda göre ilgili devre üzerinden röleler ve sınır anahtarları ile işi çözüme kavuşturabilirsiniz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir