O que são portas lógicas? Como funcionam? Portas And, Or, NAnd, Not, Ou exclusivo, entre outras

Opa, hoje falaremos de portas lógicas.
Caso tenha alguma dúvida após este texto pode comentar que responderei assim que possível.

Você já deve ter ouvido falar delas, mas sabe o que é?

Vamos começar pela eletrônica digital, nela utilizamos a base binária para trabalhar, diferente da decimal em que trabalhamos com 10 números (0 a 9), no sistema binário utilizamos somente os números 0 e 1. Tá, mas como assim 0 ou 1?

Vamos usar como referência o interruptor, nele temos somente 2 estados, ligado ou desligado, e é mais ou menos assim que funciona o sistema digital, ou você está com nível lógico alto (1 em binário) ou você está com nível lógico baixo  (0 em binário).

Quando trabalhamos com os componentes o que eles entendem é a tensão aplicada. Quando mandamos um nível lógico alto nada mais é do que aplicar uma tensão de 5 volts aproximadamente em uma das entradas do CI (Você sabe o que é CI? Caso não saiba clique aqui) e quando queremos mandar nível lógico baixo direcionamos ao GND (terra, comum ou seja lá qual for a nomenclatura que você use).

Agora vamos lá, essa lógica pode ser usada tanto como entrada de dados quanto saída, exemplo: Se você quiser saber se um sensor foi acionado, normalmente  é utilizado nível lógico alto, pode ser uma pessoa passando por uma porta automática  de um elevador onde o sensor de barreira dessa porta detecta que há alguém, muda para nível lógico 1 e enquanto a pessoa está ali esse nível lógico não é alterado fazendo com que a porta permaneça aberta, esse é um exemplo de entrada de dados, o exemplo de saída é o buzzer que fica acionado enquanto a pessoa estiver lá.

Operações

As operações realizadas nas portas lógicas são basicamente 3:

  • Inversão;
  • Soma lógica;
  • Produto lógico.

Bom, agora que entendemos o conceito vamos as portas lógicas existentes, são elas:

  • AND ou E

    Essa porta utiliza o produto lógico (multiplicação) como forma de cálculo, ou seja, ela basicamente fará o produto dos dados que estiverem entrando nela. Somente será verdade (nível lógico alto) quando tudo que estiver entrando nela for 1.

    Exemplo:
    Abaixo você verá a forma lógica dela e sua tabela verdade.

  • OR ou OU

Essa porta utiliza a soma  lógica como forma de cálculo, ou seja, ela basicamente fara a soma dos produtos, e basta ter um nível lógico alto nas suas entradas que ela terá como saída nível lógico alto.

  • NOT ou inversora

Essa porta inverte o que entra, ou seja, ela sempre terá como saída o contrário do que entrou. Caso você coloque nível lógico alto (1) na entrada ela terá nível lógico baixo (0) na saída e vice-versa. Na equação a notação é uma barra sobre a saída.

  • NAND ou NÃO E

Essa porta é uma porta And porém com um inversor na sua saída (porta NOT). Ela funcionará de forma inversa a porta E, ou seja, quando todas as entradas forem 0 ou diferentes entre si a saída será um, porém quando todas as entradas forem 1,  a saída será 0.

  • NOR ou NÃO OU

Essa porta é uma porta OR porém com um inversor na sua saída (porta NOT). Ela funcionará de forma inversa a porta ou, ou seja, ela comente irá apresentar nível lógico 1 na saída quando todas as entradas forem 0.

  • XOR ou OU EXCLUSIVO

Essa porta somente apresentará nível lógico alto na saída quando suas entradas estiverem com níveis lógicos diferentes, ou seja, quando a entrada A for 0 e a B for 1 ou vice-versa.

  • XNOR ou NÃO EXCLUSIVO

Essa porta será o inverso da Ou Exclusivo, ou seja, ela somente apresentará nível lógico alto na saída quando as entradas forem iguais. Pode ser em níveis lógicos baixos como 0 e 0 ou níveis lógicos altos como 1 e 1.

 

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Obrigado.

  • Fontes:
    https://www.embarcados.com.br/portas-logicas/#:~:text=A%20porta%20l%C3%B3gica%20N%C3%83O%20E,todas%20entradas%20n%C3%A3o%20forem%201. [Acesso em 28/03/2021]
  • Apostila SENAI Eletrônica Digital 
  • Sistemas Analógicos. Circuitos com Diodos e Transistores – 8º Edição – Editora Érica.

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