Logische Grundschaltungen der Digitaltechnik
Logische Grundschaltungen bilden logische Verknüpfungen bzw. logische Funktionen ab, wie sie in der Digitaltechnik verwendet werden. Diese Grundschaltungen bilden die Basis für die Arbeitsweise in einem Computer. Dabei werden alle Daten als boolsche Daten gespeichert und verarbeitet. Es handelt sich um die Wahrheitswerte "wahr" (TRUE) und "falsch" (FALSE), die man mit logischen Werten gleichsetzt. Logische Werte haben zwei Zustände und werden auch als "1" und "0" angegeben.
Man spricht hier von digitalen Daten oder Signalen. Ein digitales Signal (digitus: Finger, lat.) ist eine physikalische Größe, die nur bestimmte diskrete Werte annehmen kann. Die Werte entsprechen der Anzahl der vereinbarten Zustände. Werden zwei Zustände vereinbart, dann handelt es sich um binäre Signale, die man mit logischen Grundschaltungen verarbeiten kann.
Mit logischen Grundschaltungen werden logische Funktionen nachgebildet, die binäre Signale verarbeiten. Demnach zwischen zwei Zuständen unterscheiden. Dabei werden die Signale an einem oder mehreren Eingängen miteinander verknüpft und das Ergebnis als ein Signal an einem Ausgang ausgegeben. Diese Verknüpfung der Eingänge erfolgt nach einer logischen Funktion. Dazu gehört die Negation (das logische NICHT), die Konjunktion (das logische UND) und die Disjunktion (das logische ODER). Daneben gibt es noch weitere logische Funktionen, wie Äquivalenz, Antivalenz und weitere.
Grundlagen zu logischen Funktionen
Logische Funktionen bilden die Grundlagen aller Schaltungen, die in der Digitaltechnik realisiert werden. Dabei sind die folgenden logischen Grundschaltungen immer nur ein kleiner Teil einer größeren digitalen Schaltung.
- UND / AND / Konjunktion
- ODER / OR / Disjunktion
- NICHT / NOT / Negation
- NAND / NICHT-UND / NUND
- NOR / NICHT-ODER / NODER
- XNOR / Exklusiv-NOR / Äquivalenz
- XOR / Exklusiv-ODER / Antivalenz
Experimente und Übungen mit logischen Grundschaltungen
Alle logischen Funktionen lassen sich als Schaltungen mit nur wenigen diskreten Bauteilen aufbauen.
- UND-Schaltung mit Tastern
- UND-Schaltung mit Transistoren
- NICHT-UND-Schaltung mit Transistoren (NAND)
- ODER-Schaltung mit Tastern
- ODER-Schaltung mit Transistoren
- NICHT-ODER-Schaltung mit Transistoren (NOR)
Logische Funktionen programmieren
Logische Funktionen lassen sich nicht nur als Schaltung realisieren, sondern sind die Grundlage, um in der Programmierung Wert und Zustände auf Bedingungen zu prüfen. Beispielsweise um nur einen bestimmten Teil in einem Programm auszuführen.
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