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

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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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