The XOR або ексклюзивне OR Gate це особливий тип логічного елемента, який використовується в цифровій електроніці для виконання операції виняткового АБО. Ворота XOR приймає два входи і створює вихід залежно від комбінації двох застосованих входів.

У цій статті буде пояснено повну інформацію теорія воріт XOR разом зі своїм таблиця істинності , Логічний вираз , логічний символ , кругова діаграма , і більше.

Зміст

• Що таке XOR Gate?
• Побудова затвора XOR з використанням транзистора
• Вирішений приклад воріт XOR
• Застосування XOR Gate
• Переваги та недоліки

Що таке XOR Gate?

в цифрова електроніка , існує логічна схема під назвою XOR Gate, яка приймає два входи та створює вихід, який є результатом операції виняткового АБО, виконаної над комбінацією входів. Цей логічний вентиль створює вихідний сигнал високого рівня або логічну 1, коли обидва входи відрізняються, інакше він створює вихідний сигнал логічного 0.

Операції XOR Gate

Ми можемо пояснити роботу воріт XOR наступним чином:

Повертає 1, якщо число логічних високих вхідних даних непарне.

як відкрити файл за допомогою java

Повертає 0, якщо число логічних старших вхідних даних парне.

Скажімо, у нас є два входи, A і B, а вихід називається X, тоді вираз:

Логічний вираз XOR Gate виглядає наступним чином:

рядок для int java

X = A’B + AB’

Символ воріт XOR

Логічний символ вентиля XOR показано на наступному малюнку. На цьому малюнку змінні A і B представляють вхідні рядки і A’B + AB’ є виходом вентиля XOR.

Логічний символ воріт XOR і таблиця істинності

Таблиця істинності воріт XOR

Таблиця істинності вентиля XOR наведена нижче. У цій таблиці показано зв’язок між входами та виходами вентиля XOR. Це також надає інформацію про роботу вентиля XOR для різних вхідних комбінацій.

Важливо зазначити, що ми не маємо жодного вентиля XOR з трьома або більше вхідними лініями. Існує тільки два входи XOR. Але у випадку, якщо нам потрібен вентиль XOR, який має більше двох вхідних ліній, ми просто об’єднуємо кілька вентилів XOR із двома входами, щоб отримати бажаний вентиль XOR.

Побудова затвора XOR з використанням транзистора

Можемо реалізувати ексклюзив АБО ворота за допомогою транзистора. Ось схема, що показує з’єднання різних елементів схеми, які поєднуються для реалізації операції XOR.

Ворота XOR з використанням транзистора NPN

Робота контуру

Ми розберемося в цій схемі за допомогою різних сценаріїв введення у випадку 2-вхідного вентиля XOR:

np.sum

ВИПАДОК І: коли обидва входи дорівнюють нулю. (A=0, B=0)

Коли обидва входи A і B дорівнюють нулю, тоді транзистори Q1, Q2, Q4 і Q5 є розімкнутим ланцюгом, тому світлодіод не буде світитися, оскільки Q4 і Q5 розімкнені, тому негативний контакт світлодіода не підключений до землі.

ВИПАДОК II: коли один вхід логічний високий, а інший логічний низький (A=1, B=0)

У цьому випадку ми можемо легко побачити, що Q4 зараз працює як закритий контур. Таким чином, негативний висновок світлодіода підключений до Q3 через Q4 і, зрештою, підключений до землі, тому в цьому випадку світлодіод буде світитися.

ВИПАДОК III – Коли один вхід логічний високий, а інший логічний низький (A=0, B=1)

У цьому випадку ми можемо легко побачити, що Q5 зараз працює як замкнутий контур. Таким чином, негативний висновок світлодіода підключений до Q3 через Q5 і, зрештою, підключений до землі, тому в цьому випадку світлодіод буде світитися.

ВИПАДОК IV – Коли обидва входи мають логічний високий рівень. (A=1, B=1)

У цьому випадку, коли і A, і B мають логічний високий рівень, тоді транзистори Q1 і Q2 також активуються, тоді струм буде напряму йти від переходу +5 В до землі через транзистори Q1 і Q2 і не потраплятиме на шлях, де підключено Q3 як в результаті транзистор Q3 тепер діятиме як розімкнутий ланцюг і, зрештою, негативний висновок СВІТЛОДІОДНИЙ від’єднано від землі, тому світлодіод не світиться.

алфавіт у вигляді цифр

Застосування XOR Gate

Ось деякі з застосувань XOR Gate:

1. Шифрування даних: Шлюзи XOR використовуються в алгоритмах шифрування даних. Оскільки він використовується для об’єднання даних із секретним ключем для їх кодування, що робить його неавторизованим особам дуже складним для злому.
2. Схеми компаратора: Він використовується в схемі компаратора для перевірки рівності двох двійкових значень чи ні. Для одного типу обох входів він дає вихід 0, а для різних входів він дає вихід 1.
3. Двійкове додавання та віднімання: Це допомагає визначити суму кожного біта, а також поєднати з іншими логічні ворота вести позикові операції.
4. Перемкнути шльопанці: в Т шльопанці він використовується для схеми, яка перемикається з кожним пройденим тактовим імпульсом.

Деякі інші способи використання вентилів XOR: декодування адрес, безпека та контроль доступу, генерація випадкових чисел, синхронізація годинника , схеми дільника частоти тощо.

Переваги та недоліки XOR Gate

Нижче наведено перелік переваг і недоліків XOR Gate:

Переваги XOR Gate

• Це допомагає визначити, чи є непарне число «1» у послідовності вхідних даних.
• Шлюзи XOR виконують операцію виняткового АБО, яка є фундаментальною операцією в цифрова логіка .

Недоліки XOR Gate

• Ворота XOR є складною ланцюгом воріт, і при підключенні до схеми, яку ми використовуємо, це спричиняє збільшення енергоспоживання та складності схеми.
• Це призводить до збільшення затримка поширення ланцюга.
• Зі збільшенням кількості входів схема стає дедалі складнішою, що ускладнює підтримку та виявлення помилок.

Вирішений приклад воріт XOR

Знайдіть одне число з серії чисел, враховуючи, що кожен елемент з’являється двічі, за винятком одного єдиного елемента.

рішення: Ми знаємо, що XOR двох однакових бітів дає «0», тому тут ми можемо помітити, що якщо ми XOR елементи, то кожен елемент, який зустрічається двічі, стане «0», і тільки залишився елемент буде нашою відповіддю.

Подобається з [7,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6]

Якщо виконати XOR кожен із наведених вище елементів, то елементи, що зустрічаються парну кількість разів, дадуть «0», а елементи, що зустрічаються непарну кількість разів, дадуть результат. Зрештою ми отримаємо 7 як результат, оскільки лише цей елемент зустрічається лише один раз, а інші елементи зустрічаються парну кількість разів.

Висновок

У цій статті ми дізналися про ворота XOR. Шлюз XOR приймає логічні значення як вхідні дані та повертає «1», якщо кількість логічних старших вхідних даних непарна, і повертає 0, якщо кількість логічних високих вхідних даних парна.

У цій статті пояснюється таблиця істинності, символічне представлення, розв’язаний приклад і застосування, що допомагає краще зрозуміти статтю.

Шлюз XOR – поширені запитання

Чи є воротами XOR універсальні логічні ворота?

Ворота XOR не є універсальними логічними воротами, однак їх можна реалізувати за допомогою універсальних логічних вентилів.

Чому XOR і XNOR є спеціальними воротами?

Ворота XOR і XNOR особливі, оскільки вони виконувати ексклюзивні операції необхідні для виявлення помилок, виправлення та двійкової арифметики, що робить їх основоположними в цифровій логіці та обчисленнях.

10 степень 6

Що таке XOR для 2 входів?

Для 2 входів ан XOR (виключне АБО) Ворота видають 1 тоді і тільки тоді, коли один із входів дорівнює 1, а інший – 0. Якщо обидва входи однакові, вихід дорівнює 0.

Що таке символ XOR?

Символом для виключного АБО(XOR) є ⊕.

Чи може XOR мати 4 входи?

Так, вентиль XOR може мати більше двох входів. У випадку а 4-вхідний XOR Gate, вихід дорівнює 1, якщо непарна кількість входів дорівнює 1. Якщо кількість одиниць у входах парна, вихід буде 0.

Чи можна використовувати вентилі XOR для додавання та віднімання?

Так, вентилі XOR можна використовувати для виконання двійкового додавання та віднімання в поєднанні з іншими логічними вентилями та схемами переносу. Вони є важливими компонентами двійкових арифметичних операцій.

Як поводяться вентилі XOR з точки зору двійкової логіки та таблиць істинності?

Вентилі XOR демонструють поведінку, подібну до двійкового додавання за модулем 2 (порозрядне виключаюче АБО), і використовуються для порівняння та обробки двійкових даних.