Lojik Kapılar ve Lojik Devreler (Logic Gates nd Logic Circuits) ÖLÜM 5 maçlar Lojik kapıları ve lojik devreleri tanıtmak Temel işlemler olarak VE, VEY ve DEĞİL işlemlerini tanıtıp, temel işlemleri gerçekleştirmek amacıyla kullanılan VE, VEY ve DEĞİL kapılarının sembollerini ve işlevlerini açıklamak. VE kapısı ile DEĞİL kapısının birleşmesinden oluşan VEDEĞİL kapısıyla, VEYDEĞİL kapısının işlevlerini tanıtmak ÖZELVEY kapısı ve ÖZELVEYDEĞİL kapılarının temel lojik kapılar ile oluşturulmasını göstermek ve bu kapıların işlevlerini açıklamak Lojik eşitliklerin kapı devreleri ile oluşturulmasını öğretmek Lojik devrelerin tasarım aşamalarını açıklamak ve örnek lojik devreler tasarlamak Temel lojik kapıların VEDEĞiL veya VEYDEĞİL kapıları ile oluşturulması prensiplerini açıklamak Lojik devrelerin VEDEĞİL veya VEYDEĞİL kapıları ile oluşturulmasını öğretmek. aşlıklar VEY İşlemi ve VEY Kapısı VE İşlemi ve VE Kapısı DEĞİL İşlemi ve DEĞİL Kapısı VEDEĞİL Kapısı VEYDEĞİL (NOR) Kapısı ÖZELVEY Kapısı ÖZELVEYDEĞİL Kapısı İki Yönlü nahtar (Transmission Gate) Lojik İfadelerin Lojik Elemanlarla Gerçekleştirilmesi ve Lojik Devrelerin Tasarımı Lojik İfadelerin Lojik Elemanlar İle Gerçekleştirilmesi Lojik Devrelerin Tasarlanması ve Lojik Elemanlar Kullanılarak Gerçekleştirilmesi Lojik Kapı Entegreleri Temel Lojik Elemanların VEDEĞİL / VEYDEĞİL Kapıları İle Oluşturulması
9 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 9 Giriş Lojik devrelerin en basit ve temel elemanı lojik kapılardır (logic gates). Lojik değişkenlerin değerlerini (gerilimleri) giriş olarak kullanan, girişten aldığı değerler üzerinde işlemler yaparak lojik eşitliğin değerine uygun değerler (gerilim) üreten elektronik devre, lojik kapı olarak isimlendirilir. Temel olarak beş farklı yapıda bulunan kapılar, basit bir sayısal elektronik devreden bilgisayara kadar cihazların temel yapı taşıdır. Flip-Flop, kaydedici, sayıcı, vb. lojik devreleri oluşturmakta kullanılan kapılar; direnç, diyot, transistör, FET, MOSFET, vb elektronik devre elemanları kullanılarak yapılırlar. ölüm 4 te fonksiyon şeklinde ifade edilen işlemlerden uygulama imkanı bulunanlar, lojik kapılar ile gerçekleştirilirler. Lojik kapıların sembolleri, gerçekleştirildikleri işlemler, doğruluk tabloları ve elektriki eşdeğerleri Şekil 5. de toplu olarak görülmektedir. u kapılardan yaygın olarak kullanılanlar: VE (ND), VEY (OR), DEĞİL (NOT), VEDEĞİL (NND), VEYDEĞİL (NOR) kapılarıdır ve bu kapılar temel lojik kapılar olarak isimlendirilir. Lojik kapıların kullanılması ile oluşturulan devreler, lojik devreler olarak adlandırılır. Lojik kapılarla oluşturulan devreler, donanım olarak ta tanımlanmaktadır. Donanım terimi ile genelde elektronik, mağnetik ve mekanik devrelerin / birimlerin bir arada kullanılması durumu ifade edilmektedir. İşlemin dı Sembolü Yaptığı İşlem Doğruluk Tablosu Elektriksel Eşdeğeri VE (ND) KPISI =. E a b VEY (OR) KPISI =+ E a b R DEGİL (NOT) KPISI =! E a
92 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler İşlemin dı Sembolü Yaptığı İşlem Doğruluk Tablosu Elektriksel Eşdeğeri VEDEGİL (NND) KPISI =. E R b a VEYDEGİL (NOR) KPISI = + E R a b SÜRÜCÜ (UFFER) KPISI = a ÖZELVEY (EXOR) KPISI ='. +.' =.+. E R ÖZELVEY DEGİL (EXNOR) KPISI =. + '.' =.*. E R Şekil 5.. Lojikte kullanılan kapı devreleri, yaptıkları işlemler ve elektriksel eşdeğerleri. Şimdi, Şekil 5. de özetlenen ve toplu olarak verilen lojik kapıların çalışma prensiplerini inceleyelim.
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 93. VEY İşlemi ve VEY Kapısı VEY (OR) işlemine tabi tutulan ve değişkenleri, Şekil 5.2.b de görülen doğruluk tablosu çıkışındaki işlemleri gerçekleştirir. VEY işleminin normal toplama işleminden farkı; iki değişkenli sistemde her iki girişin olması durumunda çıkışın =+= olmasıdır (Şekil 5.2.c). eşit veya olarak ifade edilen çıkış ifadesinin olması için, girişlerden herhangi birinin lojik olması yeterlidir. =+ (a) (b) (c) E a b (d) Şekil 5.2. VEY kapısı sembolü, doğruluk tablosu, elektriksel eşdeğeri ve VEY kapısının entegre içerisindeki durumu.
94 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler Şekil 5.2.d de entegreler içerisindeki yerleşim durumu görülen VEY kapısı, birden çok girişi bulunan ve girişlerden birinin aktif hale gelmesiyle çıkışın aktif olmasının istendiği endüstriyel kontrol uygulamalarında kullanılabilir. Örnek : ir kimyasal işlem ünitesinde ısının belirli bir seviyenin üzerine çıkması veya basıncın bir limitin altına düşmesi durumlarında bir alarm sisteminin çalışması istenmektedir. Şekil 5.3 te böyle bir devrenin blok şeması görülmektedir. öyle bir devrenin çalışmasını genel hatları ile açıklayalım. Isı ktarma Devresi V ID Karşılaştırıcı Devre V IR larm devresi asınç ktarma Devresi V D Karşılaştırıcı Devre V R Şekil 5.3. VEY kapısının bir alarm devresinde kullanılması. Şekil 5.3 de görülen ısı aktarıcı devre, ısı ile orantılı bir gerilim üretir (V ID ). Üretilen gerilim ile referans olarak kullanılan V IR değeri karşılaştırıcı devrede karşılaştırılır. Normalde lojik seviyesinde olan karşılaştırıcı devre çıkışı, V ID gerilim değerinin V IR (ısı referans) değerinden büyük olması durumunda lojik değerini alır. enzer bir işlem basınç aktarma devresi içinde uygulanırsa, basıncın belirlenen limitin altına düşmesi durumunda karşılaştırıcı devre çıkışı dan e değişir. Isı veya basınç işlemlerinde kullanılan karşılaştırıcılardan birisinin çıkışının olması durumunda alarm devresinin çalışmasını istiyorsak, karşılaştırıcı devrelerin çıkışlarını VEY kapısına uygulayarak istediğimiz sonucu elde edebiliriz. larm koşullarından birisinin gerçekleşmesi durumunda VEY kapısının çıkışı olacağından, alarm devresi aktif hale gelir. larm koşullarının daha fazla olması durumunda, daha fazla girişli VEY kapısı kullanılmasıyla problem çözülebilir. Girişlerin alacağı durumlara göre çıkışlarda oluşacak değerler grafiksel olarak gösterilebilir. Girişlerdeki degişimlerin belirli zaman dilimlerinde incelendiği grafiksel gösterimler, işlemlerin anlaşılmasına yardım eder.
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 95 Örnek 2: Şekil 5.4 te verilen ve dalga şekilleri iki girişli VEY kapısına uygulandığında, çıkışında oluşacak dalga şeklini çizelim. VEY kapısında girişlerden birisi oluncaya kadar çıkış olarak kalır (t ). Girişlerden birisi olan VEY kapısı çıkışı olur. Girişlerden birinin olması, çıkışın olması için yeterli olduğundan, girişlerden yalnızca birinin olarak kalması çıkışın olarak devam etmesi için yeterli olur. u durumda t anında durumuna geçen çıkış dalga şekli t 4 anına kadar olarak devam eder. t 4 -t 5 arasında her iki girişin olması nedeniyle çıkış değerini alır. t 5 anından sonra girişlerden birinin olması nedeniyle çıkış olur ve olarak devam eder. t t t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7 t Şekil 5.4. İki girişli VEY kapısı örnek uygulaması. Örnek 3 : İki girişli VEY kapıları kullanarak üç girişli VEY kapısı oluşturmak için gerekli bağlantıyı çizerek, Şekil 5.5 te verilen, ve C dalga şekilleri üç girişli VEY kapısına uygulanması durumunda VEY kapısı çıkışında oluşacak dalga şeklini gösterelim. İki girişli VEY kapıları kullanarak üç girişli VEY kapısı oluşturulabilir (Şekil 5.5). Üç girişli VEY kapısının entegre içerisindeki durumu Şekil 5.6 da görülmektedir. Üç girişli VEY kapısındaki,, C girişleri zamana göre Şekil 5.7 deki gibi değişirken, girişlerden herhangi birinin olması çıkışın olmasını sağlar. u diyagramda dikkat edilmesi gereken nokta, t 5 anında girişinin den a geçerken, girişinin dan e değişmesidir. ve girişleri durumlarını yaklaşık aynı anda değiştirdiklerinden ve değişim belirli bir zaman aldığından, t 3 anında girişlerin durumları belirli değildir. Girişlerin kesin belli olmaması, çıkışta bir belirsizliğin oluşmasına ve titreşim meydana gelmesine sebep olur. Hem titreşimin meydana gelmesi, hem de meydana gelen titreşimin genlik ve genişliği girişte olan değişimin hızına bağlıdır.
96 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler Şekil 5.5. İki girişli VEY kapıları ile üç girişli VEY kapısı oluşturulması. Şekil 5.6. Üç girişli VEY kapısının entegre içerisindeki durumu. C C ÇIKIŞ t t t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7 t Şekil 5.7. Üç girişli VEY kapısı örnek uygulaması. Örnek 4. VEY kapısının çalışmasını (7432 Entegresi), girişlerden birisini kontrol girişi olarak kullanmak suretiyle sinyal üreteci ve osilaskop yardımıyla inceleyelim. Kontrol girişi olarak kullanılan girişteki değere göre, VEY kapısının ikinci girişlerinden uygulanan sinyal çıkışta elde edilir. Çıkışta oluşan sinyal osilaskop yardımı ile takip edilebilir (Şekil 5.8).
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 97 Şekil 5.8. Sinyal üreteci ve osilaskop ile VEY kapısı uygulaması. 2. VE İşlemi ve VE Kapısı Şekil 5.9.a daki sembolle gösterilen VE kapısı, Şekil 5.9.b de görülen doğruluk tablosundaki işlemleri gerçekleştirir. VE kapısının gerçekleştirdiği çarpma işlemi,. veya * işareti ile gösterilir ve kapının yaptığı işlem =* şeklinde tanımlanır. Çarpma işlemini gerçekleştiren VE kapısının entegreler içerisindeki durumu Şekil 5.9.b de görülmektedir. Normal çarpma işleminin gerçekleştirildiği VE işleminde, giriş değişkenlerinin herhangi birisinin değerini alması ile çıkış değerini alırken, girişlerin hepsinin olması durumunda çıkış değerini alır. u durum iki girişten fazla girişe sahip VE kapıları için de geçerlidir. Üç girişe sahip VE kapısının çıkışı; = **C şeklinde, dört girişe sahip VE kapıların çıkışı; = **C*D şeklinde gösterilir.
98 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler =. E a b (a) (b) (c) (d) Şekil 5.9. VE kapısı sembolü, doğruluk tablosu, elektriksel eşdeğeri ve entegre içerisindeki durumu. İki girişli VE kapısına uygulanan ve değişkenlerinin durumlarına göre oluşacak çıkış dalga şeklini çizmek, VE kapısının işlevini anlamaya yardım edecektir. Örnek 5 : Şekil 5. da verilen giriş dalga şekillerine göre iki girişli VE kapısı çıkış dalga şeklini çizelim. Çıkış, yalnızca iki girişin olması durumunda olur. u durumda çıkış her iki girişe bağlı olacağından; girişinin olduğu anlarda çıkış ya bağlı olarak şekillenirken, nin olduğu anlarda çıkış değerini alır.
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 99 Şekil 5.. VE kapısının işlevinin örnek dalga şekilleri ile gösterilmesi. Örnek 6 : Şekil 5. deki ve sinyallerinin iki girişli VE kapısına uyğulanması durumunda çıkışta oluşacak dalga şeklini çizelim. Kapıya uygulanan girişlerin aldığı değerler zamana göre degişirken, her iki girişin olması durumunda çıkış olur. Şekil 5. de bu durum t 2 -t 3 ve t 6 -t 7 zaman dilimlerinde gerçekleştiğinden, çıkış yalnızca bu anlarda değerini alır. t t t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7 Şekil 5.. İki girişli VE kapısı uygulaması. Örnek 7 : Sinyal üretecinden üretilen kare dalga sinyal ve kontrol sinyalinin VE kapısına uygulanması durumunda oluşacak çıkış sinyal şeklini osilaskop ile izleyebilmek için gerekli devreyi oluşturalım (Şekil 5.2).
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler Şekil 5.2. Kare dalga sinyalin VE kapısı ve osilaskop ile izlenmesi. Örnek 8: İki girişli VE kapıları kullanarak üç ve dört girişli VE kapıları oluşturalım. İki girişli VE kapıları ile üç girişli ve dört girişli VE kapıları oluşturma şekilleri Şekil 5.3 de, üç girişli VE kapılarının entegre içerisindeki durumu ise Şekil 5.4 de görülmektedir. Şekil 5.3. İki girişli VE kapısı kullanarak üç ve dört girişli VE kapısının oluşturulması.
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler Şekil 5.4. 74 entegresinin ayak bağlantısı. Örnek 9 : Kapısı ve bir adet penceresi bulunan bir odada, kapı ve pencerenin aynı anda kapalı olması durumunda alarmın çalmasını sağlayan devreyi VE kapısı kullanarak gerçekleştirelim. Kapı ve pencereye bağlı anahtarların oluşturduğu devrelerin giriş olarak kullanılması ve çıkışa sirenin bağlanması ile Şekil 5.5 deki devre oluşur. Oluşan devrede çıkış, yalnızca iki girişin olması durumunda olur. u durumda çıkış her iki girişe bağlı olacağından; her iki anahtarın (kapı ve pencerenin) kapalı olması durumunda çıkış olur ve alarm çalışır. Şekil 5.5. Hırsız alarm sisteminin VE kapısı ile oluşturulması.
2 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 3. DEĞİL İşlemi ve DEĞİL Kapısı DEĞİL işlemi; VE, VEY işlemlerinden farklı olarak tek giriş ve tek değişken ile gerçekleştirilir. Örneğin; değişkeni ile işlem yapılacaksa, NOT işlemi sonucu =' olarak tanımlanır ve üzerindeki çizgi, değili (barı) olarak isimlendirilir. Şekildeki doğruluk tablosundan görüleceği üzere değişken yalnızca iki değerden birini alabilir: = veya =. DEĞİL işlemi, tersi veya tümleyeni olarak ta tanımlanır. Şekil 5.6.a daki sembolle gösterilen DEĞİL kapısı her zaman tek girişe sahiptir ve çıkış devamlı girişin tersidir (Şekil 5.2.b). R =' E b =. (a) (b) (c) (d) Şekil 5.6. DEĞİL kapısı sembolü, doğruluk tablosu, elektriksel eşdeğeri ve değil kapılarının entegre içerisindeki durumu. Örnek : DEĞİL kapısı kullanarak, birbirinin tersi iki sinyal üreten lojik devre oluşturalım. DEĞİL kapısı kullanılarak oluşturulan devrede, girişe uygulanan kare dalga sinyal ile aynı ve 8 derece ters fazında iki sinyal çıkış olarak oluşur (Şekil 5.7). Çıkış Giriş Giriş Çıkış Çıkış Çıkış
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 3 Şekil 7. İki fazlı çıkışa sahip devrenin DEĞİL kapısı ile gerçekleştirilmesi. 4. VEDEĞİL Kapısı Lojik de yaygın olarak kullanılan diğer bir kapı, VE ile DEĞİL kapılarının (işlemlerinin) birleşmesinden oluşan VEDEĞİL (NND) kapısıdır (Şekil 5.8.a). VEDEĞİL kapısında, girişlerden birisinin olması durumunda çıkış lojik olur. Giriş değişkenlerinin tümünün olması durumunda çıkış değerini alır. VEDEĞİL işleminin çıkış fonksiyonu, =. şeklinde yazılır ve eşittir ve nin değili diye okunur. VEDEĞİL işlemi VE ile DEĞİL kapılarının seri bağlanması şeklinde düşünülebilir (Şekil 5.4.b). u mantık ile doğruluk tablosu VE kapısının tamamen tersi olarak yazılabilir (Şekil 5.8.c). VEDEĞİL kapısının farklı entegreler içerisindeki durumu Şekil 5.8 de görülmektedir. =... (a) (b) (c) (d) R E a b (e) 4 adet VEDEĞİL kapısı içeren 74 ve 4 entegrelerinin iç yapıları. Şekil 5.8. VEDEĞİL kapısı sembolü, Ve+Değil eşdeğeri, doğruluk tablosu, elektriksel eşdeğeri ve entegreler içerisindeki durumu.
4 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler Örnek : Şekil 5.9 da verilen ve dalga şekillerinin iki girişli VEDEĞİL kapısına uygulanması durumunda oluşacak çıkış dalga şeklini çizelim. Şekil 5.9. İki girişli VEDEĞİL kapısı uygulaması. Çıkış dalga şekli birkaç yolla çizilebilir: İlk yöntem olarak; önce VE kapısının çıkışı çizilip daha sonra bunun tersi alınabilir. İkinci bir yöntem olarak; VEDEĞİL kapısında, yalnızca her iki girişin olması durumunda çıkış olacağından, bu durumlar tespit edilip çıkış olarak çizilir. u durum haricindeki durumlarda çıkış olacağından, çıkış şekli olarak tamamlanır. 5. VEYDEĞİL (NOR) Kapısı = + = + = + E R a b (a) (b) (c) (d) (e) Şekil 5.2. VEYDEĞİL kapısı sembolü, VEY+DEĞİL eşdeğeri, doğruluk tablosu, elektriksel eşdeğeri ve entegre içerisindeki durumu.
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 5 'VEY ve DEĞİL kapılarının birleşiminden oluşan VEYDEĞİL kapısı, VEY kapısının gerçekleştiği işlemin tersini yapar. Sembolü ve doğruluk tablosu Şekil 5.2 de görülen VEYDEĞİL kapısında, yalnızca girişlerin tümünün olması durumunda çıkış olur. VEYDEĞİL kapısının işlevi = + şeklinde ifade edilir ve eşittir veya nin değili diye okunur. Örnek 2 : Şekil 5.2 de verilen ve dalga şekillerinin VEYDEĞİL kapısına uygulanması durumunda çıkışta oluşacak dalga şeklini çizelim. VEYDEĞİL kapısının çıkışı, VEDEĞİL kapısında olduğu gibi iki yöntemle çizilebilir. Önce VEY kapısının çıkışı çizilip daha sonra tersi alınabilir. İkinci yöntemde, VEYDEĞİL kapısında yalnızca tüm girişlerin olması durumunda çıkışın olacağı düşünülerek, önce çıkışın olacağı durumlar çizilir. Daha sonra girişlerin durumlarına bakılmaksızın, kalan kısımlar olarak tamamlanır (Şekil 5.2). =+ Şekil 5.2. İki girişli VEYDEĞİL kapısı uygulaması. 6. ÖZELVEY Kapısı (EXOR GTE) Şekil 5.22.a da sembolü gözüken ÖZELVEY kapısında, iki giriş ve bir adet çıkış bulunur. u kapıda, doğruluk tablosunda görüleceği üzere giriş değişkenlerinin birbirinin aynısı olduğu durumlarda çıkış, giriş değişkenlerinin durumlarının farklı olduğu durumlarda ise çıkış olur (Şekil 5.22.b). ÖZELVEY kapısının çıkışı = veya ='+ ' şeklinde yazılabilir. ÖZELVEY kapısı, yaptığı işlem referans alınarak farklılık kapısı olarak ta tanımlanır. ÖZEL VEY kapısına sahip entegrelerin şemaları Şekil 5.22 de görülmektedir. Üç veya dört girişli ÖZELVEY kapıları, iki girişli ÖZELVEY kapıları kullanılarak oluşturulabilir (Şekil 5.23). Üç veya dört girişli ÖZELVEY kapısında, girişlerdeki değerlerinin sayısı tek ise çıkış olurken, girişlerdeki değerlerinin sayısı çift ise çıkış olur.
6 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler =' +.' = R E (a) (b) (c) (d) Şekil 5.22. ÖZELVEY kapısı sembolü, doğruluk tablosu, elektriksel eşdeğeri ve entegre içerisindeki durumu. C y C y C D y C D y Şekil 5.23. İki girişli ÖZELVEY kapıları kullanılarak, üç ve dört girişli ÖZELVEY kapılarının oluşturulması. Örnek 3 : ÖZEL VEY kapısını VE, VEY, ve DEĞİL kapıları kullanarak oluşturalım.
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 7 ÖZEL VEY kapısı ile f=. ı + ı. işlemi gerçekleştirildiğinden, gerekli eşitliği sağlayacak devrenin çizilmesi ile Şekil 5.24 deki lojik bağlantı oluşur. Şekil 5.24 : ÖZEL VEY kapısının VE-VEY-DEĞİL kapıları ile oluşturulması. 7. ÖZELVEYDEĞİL Kapısı (EXNOR GTE) Yalnızca iki giriş ve bir çıkışa sahip olan ÖZELVEYDEĞİL kapısında; giriş değişkenlerinin aynı değeri alması durumunda çıkış lojik, giriş değişkenlerinin farklı değerleri alması durumunda ise çıkış lojik değerini alır (Şekil 5.25.a). u işlem referans alınarak ÖZELVEYDEĞİL kapısı, eşitlik kapısı olarak adlandırılır. =. + '.' = E R (a) (b) (c) (d) (e) Şekil 5.25. ÖZELVEY DEĞİL kapısı sembolü, EXOR+NOT eşdeğeri, doğruluk tablosu, elektriksel eşdeğeri ve entegre bağlantısı. ÖZELVEYDEĞİL kapısının çıkış fonksiyonu; =+'' = veya
8 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler şeklinde yazılabilir (Şekil 5.25.b). Şekil 5.25.e de ÖZEL VEY kapısının entegre devre içerisindeki durumu görülmektedir. 7435 ÖZEL VEY Kapısı (a) lojik lojik (b) (c) (d) Şekil 5.26. 7435 entegresinin iç yapısı ve ÖZELVEY / ÖZELVEYDEĞİL kapısı olarak kullanımı.
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 9 7435 entegresi, üç girişli ÖZELVEY kapısı olarak veya kontrol girişi ile ÖZELVEY / ÖZELVEYDEĞİL kapısı olarak şekillendirilebilecek yapıya sahip bir entegredir (Şekil 5.26.a). 7435 entegresinde bulunan, 2 ve 4 nolu pinler ÖZELVEY kapısı girişleri olarak kullanılırsa; entegre üç girişli kapı olarak çalışır. ynı şekilde, 4, 5 ve 6 nolu pinlerin giriş olarak kullanılması ile diğer üç girişli ÖZELVEY kapısı elde edilir. ununla beraber, 7435 entegresinin genel kullanım şekli; 4 ve 2 nolu pinlerin kontrol girişleri olarak kullanılması ve bu kontrol girişleri ile entegrenin işlevinin ÖZELVEY kapısı veya ÖZELVEYDEĞİL kapısı olarak şekillendirilmesidir. 4 nolu girişin kontrol girişi olarak kullanılması ve lojik değerinin uygulanması durumunda; ve 2 nolu girişlerin farklı olması ile çıkış değerini alır. u durumda entegre, ÖZELVEY kapısı olarak işlev görür (Şekil 5.26.b). 4 nolu giriş kontrol girişi olarak kullanılır ve lojik uygulanırsa; girişlerin aynı olması durumunda çıkış olur ve entegre ÖZELVEYDEĞİL kapısı olarak çalışır (Şekil 5.26.c). Örnek 4 : ÖZEL VEY DEĞİL kapısını, VE-VEY-DEĞİL kapıları kullanarak oluşturalım. ÖZEL VEY DEĞİL kapısı ile f=. + ı. ı işlemi gerçekleştirildiğinden, ilgili eşitliği sağlayacak devrenin oluşturulması ile Şekil 5.26.d deki lojik devre oluşur. 8. İki Yönlü nahtar (Transmission Gate) İki yönlü anahtar; lojik fonksiyonları gerçekleştirmede kullanılmasada, lojik tasarımlarda kontrol işlemlerinde kullanılan ve bu nedenle incelenmesi gerekli olan lojik elemandır. Kontrol girişleri adı verilen girişlerin konumlarına göre giriş işaretini çıkışa aktaran veya aktarmayan iki yönlü anahtarda; iki kontrol girişi, bir sinyal giriş ve bir sinyal çıkışı olmak üzere dört bağlantı ucu bulunmaktadır (Şekil 5.27.a). İki yönlü anahtarda, kontrol girişleri olarak adlandırılan C ve C girişlerinin uygun durumda olması ile; bilgi X ile Y arasında herhangi bir yönde iletilir. C ve C kontrol girişleri uygun durumda değilse, sinyal iletimi olmaz (Şekil 5.27.d). ilgi (sinyal) iletiminin oluştuğu durum kapalı bir anahtar ile gösterilirken, bilgi iletiminin olmadığı durum açık anahtar ile gösterilir (şekil c). İki yönlü anahtarın çalışması, Şekil 5.27.f. deki gibi lojik bağlantı ile açıklanabilir. Kontrol girişleri DEĞİL kapısı ile birbirine bağlıdır ve birbirinin tersi değer olarak çalışırlar. İki yönlü anahtarın çalışmasını Şekil 5.22.e de verilen elektriksel eşdeğeri üzerinde incelersek; kontrol girişlerinden = ve = ise D diyotu ters polarma olacağından röle enerjilenmez ve anahtar 2 konumunda kalarak giriş sinyali çıkışa aktarılır. = ve = olması durumunda D diyotu doğru yönde enerjileneceğinden röle çeker, anahtar 3 konumunu alır ve giriş sinyali çıkışa aktarılmaz. u durumda iki yönlü anahtarın
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler çalışmasını; = iken giriş sinyali çıkışa aktarılırken, = olması durumunda giriş sinyali çıkışa aktarılmaz şeklinde özetleyebiliriz. (a) Klasik sembolü (c) Doğruluk tablosu e) Elektriksel eşdeğeri (b) IEEE sembolü (d) nahtar eşdeğeri (f) Lojik eşdeğeri Şekil 5.27. İki yönlü anahtarın sembolü, doğruluk tablosu ve elektriksel eşdeğeri. uraya kadar açıklanan tüm lojik kapıların, vrupa standartlarına göre oluşturulan sembolleri yanında merika IEEE tarafından geliştirilen sembolleri de kullanılmaktadır. İşlevleri tamamen aynı olan kapıların tek farkı kapıların farklı sembollerle ifade edilmeleridir (Şekil 5.28). 9. Lojik İfadelerin Lojik Elemanlarla Gerçekleştirilmesi ve Lojik Devrelerin Tasarımı Daha önceki bölümlerde bahsedildiği üzere ve işareti ile çalışan devrelere lojik devreler veya dijital sistemler denir. ilgisayarlar, en iyi bilinen dijital sistemlerdir. Dijital sistemlere örnek olarak; dijital telefon santralleri, dijital voltmetreler, frekans sayıcılar, trafik sinyalleri, hesap makineleri, video oyunları, otomobil kontrol sistemleri, sinyal üreteçleri ve dijital osiloskoplar gösterilebilir. Lojik ifadeleri elemanlar ile gerçekleştirmek, dijital sistemleri oluşturmak ve ikili işaretleri işlemek için temel lojik devre elemanları (lojik kapılar) kullanılır. Temel lojik devre elemanları arasındaki etkileşimlere lojik bağlantılar denir. Lojik bağlantıların gerçekleştirilebilmeleri için, oluşturulmak istenen bağlantının lojik fonksiyonlar şeklinde ifade edilmesi gerekir. Lojik eşitlik (fonksiyon) olarak isimlendirilen bu ifade, yapılması gerekli işlemleri açıklar.
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler Klasik Lojik Kapı Sembolleri IEEE/NSI Lojik Kapı Sembolleri DEĞİL KPISI Y işareti kapının sadece bir girişinin olduğunu gösterir. Üçgen, lojik olarak terslemeyi göstermek için kullanılır. Y VEY KPISI Y > ( e eşit veya daha büyük) işareti, girişlerden biri veya daha fazlası lojik olduğu zaman çıkışın olacağını göstermek için kullanılır. > Y VE KPISI Y & (VE) işareti, çıkışın olması için VE nin (bütün girişlerin) olması gerektiğini göstermek için kullanılır. & Y Çıkışına tersleyici yerleştirilmiş VEY işareti (VEYDEĞİL) VEYDEĞİL KPISI VEDEĞİL KPISI ÖZELVEY KPISI ÖZELVEY DEĞİL KPISI Y Y Y Y > Çıkışına tersleyici yerleştirilmiş VE işareti (VEDEĞİL) & = işareti, girişlerden yalnızca birinin lojik olması durumunda çıkışın e eşit olacağını göstermek için kullanılır. Çıkışına tersleyici yerleştirilmiş ÖZELVEYDEĞİL Kapısı sembolü. Girişlerden ikisinin aynı olduğu durumda çıkışın Lojik olacağını gösterir. = = Y Y Y Y Şekil 5.28. Lojik kapıların vrupa standartları ve IEEE standartları.
2 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 9.. Lojik İfadelerin Lojik Elemanlar İle Gerçekleştirilmesi Lojik ifadelerde, lojik devrelerde ve doğruluk tablolarında giriş karakterleri veya giriş değişkenleri,,c.. ile gösterilirken, çıkış işaretleri veya değişkenleri,x,w... ile temsil edilir (Şekil 5.29). Uygulanan giriş değişkenlerine göre oluşması istenen çıkışı sağlayan lojik devre, lojikte geçerli prensipler ve lojik kapılar kullanılarak gerçekleştirilir. Gerçekleştirilmesi istenen işlem, F veya harfi ile temsil edilen eşitlik şeklinde yazılır. Girişler,, C,... Şekil 5.29. Lojik devre blok şeması. Lojik Devre / Dijital Sistem Çıkış,X, Y, W,... F=C+ C+ C Örnek 5 : F=+'C lojik ifadesini gerçekleştirecek devreyi lojik kapılar ile oluşturalım. Verilen eşitlikteki işlemlerin gerçekleştirilmesine, çarpma işlemi ile başlanır. ncak çarpılan değişkenlerden DEĞİL olan varsa, önce DEĞİL kapısı kullanılarak bu işlem gerçekleştirilir. Çarpma işlemi VE kapısı ile gerçekleştirilebileceğinden, çarpılacak ifadeler VE kapısına uygulanır (Şekil 5.3). C ' 'C + 'C Şekil 5.3. +'C ifadesinin lojik kapılarla oluşturulması. Verilen lojik ifadedeki çarpma işlemlerinin gerçekleştirilmesi ile lojik kapı çıkışlarında elde edilen ifadeler, toplama işlemine tabi tutulur. Toplama işlemi VEY kapısı ile gerçekleştirildiği için, ifadeler VEY kapısına uygulanır. Oluşan lojik devrenin çıkışında verilen lojik ifade elde edilir. Örnek 6 : F = C+'C' fonksiyonunu temel lojik kapılar ile gerçekleştirelim. Mintermler şeklinde verilen böyle bir fonksiyonu gerçekleştirmek için, önce DEĞİL ifadesinin oluşmasına yardım edecek NOT işlemleri ile VE kapılarıyla temsil edilen çarpma işlemleri yapılır. u işlemler daha sonra toplama işlemini gerçekleştirecek VEY kapısı ile birleştirilir (Şekil 5.3).
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler C C 3 F=C+ ' C ' ' C ' Şekil 5.3. F=C+ 'C' lojik ifadesinin temel kapı devreleri ile gerçekleştirilmesi. Örnek 7 : F = ' ++C+'C lojik ifadesini kapı devreleri ile gerçekleştirelim. Verilen ifadede dört adet minterm ifadesinin toplanması gerektiğinden, toplama işlemleri dört girişli VEY kapısı kullanılması veya daha az sayıda girişli VEY kapılarının birlikte kullanılması ile gerçekleştirilir. C ' ' F= '++C F= '++C+'C ' 'C Şekil 5.32. F=' ++C+ ' C ifadesinin kapı devreleriyle gerçekleştirilmesi. DEĞİL kapıları ile tersi alınan değişkenler, VE kapıları ile çarpma işlemine tabi tutulur. Elimizde 2 ve 3 girişli VEY kapıları bulunduğunu varsayarsak; verilen eşitliği gerçekleştirecek Şekil 5.32 deki lojik devre oluşur. Örnek 8 : F=C+C'+'C lojik ifadesini temel lojik kapılar ile gerçekleştirelim. Lojik ifadedeki DEĞİL işlemlerinden sonra çarpma (VE) ve son olarak toplama (VEY) işlemlerinin gerçekleştirilmesi ile Şekil 5.33 deki lojik şema oluşur. C C C ' ' C ' ' C Şekil 5.33. C+C'+'C ifadesinin gerçekleştirilmesi. C+C ' + ' C
4 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler Örnek 9: F = ('+'+C).(+C').('+C) fonksiyonunu gerçekleştirecek lojik devreyi çizelim. u şekildeki bir fonksiyonda önce parantez içerisindeki ifadeler DEĞİL işleminden başlanarak gerçekleştirilir. Daha sonra VEY kapıları ile birleştirilen ifadeler VE kapısına uygulanarak lojik tasarım bitirilir (Şekil 5.34). uraya kadar ki örneklerde fonksiyonlar sadeleştirme işlemine tabi tutmadan orijinal şekli ile gerçekleştirildi. Normalde verilen fonksiyonun sadeleştirildikten sonra lojik kapılarla gerçekleştirilmesi gerekir. C ' ' '+'+C F=('+'+C)(+C ' )('+C) C ' ' '+C +C ' Şekil 5.34. ('+'+C).(+C').('+C) lojik ifadesinin lojik kapılarla oluşturulması. Örnek 2 : F='C+'C+C'+C ifadesini normal şekli ve oolean kurallarını kullanarak sadeleştirdikten sonra lojik kapılarla gerçekleştirelim. C ' 'C ' 'C 'C+ 'C+ C'+ C ' C' C C 'C+ C Şekil 5.35. ir lojik eşitliğin sadeleştirilmeden önce ve sadeleştirildikten sonra lojik kapılarla oluşturulması.
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 5 F='C+'C+C'+C='C+C('+)+C' ='C+C+C'='C+(C'+C) ='C+ Kapı devreleri ile gerçekleşt`irilmiş lojik bir devrenin lojik fonksiyonunun çıkarılması ve elde edilen fonksiyonun basitleştirilmesi istenebilir. u durumda yapılacak işlem; lojik devreden fonksiyonu yazmak, bulunan fonksiyonu sadeleştirmek ve sadeleştirme sonucunda bulunacak yeni ifadeyi gerçekleştirmek şeklinde olur (Şekil 5.35). Örnek 2 : Şekil 5.3.a da verilen lojik şemanın çıkış eşitliğini yazarak, bulunan eşitliği sadeleştirip, sadeleştirilen ifadenin lojik diyagramını çizelim. Herbir kapının çıkışındaki elde edilen eşitliği yazar ve elde edilen eşitliği sadeleştirirsek; X = ' Y = '' Z = F = '(+')+ = '+ F = '+''+ F = '+ = '+ = ''. ()' =.()' =. ('+') =.' +.' =.' = ' + '' = + sonucuna ulaşırız (Şekil 5.36). ' ' ' X=' Y='' F='+''+.' Z= Şekil 5.36. Lojik şemadan lojik eşitliğin yazılması ve sadeleştirme işlemi. 9.2. Lojik Devrelerin Tasarlanması ve Lojik Elemanlar Kullanılarak Gerçekleştirilmesi Lojik devrelerin tasarımında, yapılacak işleme karar verildikten sonra, yapılacak işlemin lojik prensipler ve eşitlikler kullanılarak lojik fonksiyon şekline dönüştürülmesi ve daha sonra kapılar ile gerçekleştirilmesi sırası takip edilir. Lojik devre tasarımında yapılacak işlemleri sıralarsak, aşağıdaki işlem sırası oluşur;. Yapılmak istenen işlem ayrıntıları ile açıklanır. 2. Lojik işlemin detayları belirlenir ve doğruluk tablosu haline dönüştürülür.
6 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 3. Doğruluk tablosu, lojik eşitlik (fonksiyon) şeklinde yazılır. 4. Eşitlik, mümkünse sadeleştirme işlemine tabi tutulur. 5. Sadeleştirilen lojik ifadeyi gerçekleştirecek lojik devre oluşturulur. Örnek 22 : İki girişli dijital bir sistemde girişlerin farklı olduğu durumlarda çıkışın olmasını sağlayacak lojik devreyi tasarlayalım ve tasarlanan devreyi temel lojik elemanları ile gerçekleştirelim. Tasarımda yukarıda bahsedilen işlem sırasını takip edelim.. İki değişkenli doğruluk tablosu oluşturulur ( Şekil 5.37.a). 2. Yapılmak istenen işin tanımından; girişlerin farklı olduğu durumlar tespit edilir. 3. Çıkışın olduğu kombinasyonlar yazılarak, bu kombinasyonlara ait eşitlik yazılır ve bu eşitlikler birleştirilir. u işlem sonucunda F='+' eşitliği bulunur. 4. Yazılan eşitlikte sadeleştirme yapılamadığından eşitlik doğrudan lojik kapılarla gerçekleştirilir (Şekil 5.37.b). F F 2 ' ' F='+' F =' F 2 =' ' ' F=F +F 2 ='+' (a) (b) Şekil 5.37. Girişlerin farklı olduğu durumda çıkış veren devrenin tasarımı. Örnek 23 : Üç girişli bir sistemde, girişlerin birden fazlasının lojik olduğu durumlarda çıkışın olmasını sağlayacak lojik devreyi, lojik tasarımda kullanılan işlem sırasına göre gerçekleştirelim.. Yapılması istenen iş tanımlanır. u işlemi gerçekleştirecek doğruluk tablosu oluşturulur.
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 7 2. Girişlerden birden fazlasının olduğu durumların tespit edilir. 3. Çıkışın olduğu durumları temsil eden kombinasyonlar yazılır ve yazılan kombinasyonlar birleştirilerek lojik fonksiyon elde edilir. 4. Yazılan lojik eşitlik sadeleştirilir. Sadeleştirme birkaç yolla yapılabilir. ulunan eşitlikte C grubu içerisinde bulunan değişkenlerden en az ikisinin ortak olduğu kombinasyonlarda, ortak olan değişkenler paranteze alınarak eşitlik; F=C(+')+C(+')+(C+C') =C+C+ şeklinde ifade edilebilir. Elde edilen ifade bu şekilde gerçekleştirilebileceği gibi, ortak C parantezine alınarak; F = C(+)+ C şeklinde de gerçekleştirilebilir (Şekil 5.38). C. C..C + +C(+).C.+.C+.C (+).C Şekil 5.38. Lojik bir devrenin tasarımlanması ve farklı şekillerde oluşturulması.
8 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler Örnek 24 : K (Kırmızı), Y (Yeşil), S (Sarı) bir trafik işaretindeki lambalar olsun. u trafik işaretinde hatalı bileşenleri sezen bir lojik devre tasarlayalım. Oluşturulacak sistemde aynı anda yalnızca bir lambanın yanması öngörülmektedir. Lamba yanmaması durumu veya aynı anda birden fazla lambanın yanması durumu hata olarak algılanmaktadır. Hatalı bileşenleri gösteren durumlar tespit edilerek, bu durumları temsil eden bileşenler doğruluk tablosu yardımıyla yazılır. Yazılan fonksiyon kapı devreleri ile gerçekleştirilir (Şekil 5.39). Doğruluk tablosundan elde edilen kombinasyonların fonksiyon halinde yazılması ile; F= K'.S'.Y'+ K'.S.Y+ K.S'.Y+ K.S.Y'+ K.S.Y eşitliği oluşur. Oluşan eşitliğin sadeleştirilmesi ile; F= K'.S'.Y'+ K'.S.Y+ K.S'.Y+ K.S.Y'+ K.S.Y= K'.S'.Y'+ K'.S.Y+ K.S'.Y+ K.S sonucu bulunur. KS(Y+Y') K S Y LOJ DEVRE LOJİK (Hata DEVRE Sezici (Hata Devre) Sezici )) Devre) HT KSYHTm = K'.S'.Y ı m 3 = K'.S.Ym 5 = K.S'.Y m 6 = K.S.Y ı m 7 = K.S.Y K S Y K'.S'.Y' K'.S.Y F K.S'.Y K.S Şekil 5.39. Trafik ışık sisteminde hatalı bileşenleri sezen devrenin tasarımı ve gerçekleştirilmesi.
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 9. Lojik Kapı Entegreleri ve Temel Lojik Elemanların VEDEĞİL / VEYDEĞİL Kapıları İle Oluşturulması Yapılan örneklerden görüleceği üzere, dijital sistemler VEY, VE ve DEĞİL temel kapılarının farklı kombinasyonlarından oluşur. Lojik elemanların her biri, entegre devre içerisinde diğer elemanlarla bağlantı oluşturacak şekilde imal edilirler. Şekil 5.4 da VEY, VE ve DEĞİL kapılarının entegre devre içerisindeki durumlarına örnekler görülmektedir. Şekil 5.4 daki entegrelerdeki elemanlar, lojik fonksiyonları gerçekleştirmede kullanılabilir. 4 3 2 9 8 VCC 748 2 3 4 5 6 GND 7 4 3 2 9 8 VCC 7432 2 3 4 5 6 GND 7 4 3 2 9 8 VCC 744 2 3 4 5 6 7 GND Şekil 5.4. VE, VEY ve DEĞİL kapılarının entegre içerisindeki durumları.
2 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler Örnek 25 : = +CD fonksiyonunu Şekil 5.4 da entegre içerisinde yerleşimleri verilen elemanlarla oluşturalım. 748. 7432 +CD C 748 D C.D Şekil 5.4. = +CD eşitliğinin temel lojik elemanlarla oluşturulması. Örnek 26 : = '+'+C' fonksiyonunu Şekil 5.4 ve 5.43 de verilen entegre devrelerdeki elemanlarla gerçekleştirelim. Şekil 5.42. ='+'+C' fonksiyonunun temel lojik elemanlarla oluşturulması. u örneklerden görülebileceği üzere, bir lojik devreyi gerçekleştirebilmek için çok sayıda entegre devre gerekmektedir. u durum karmaşık devrelerde çok fazla entegre kullanımı sonucu doğurur ve büyük bir alan gereksinimi ortaya çıkar. u nedenden dolayı, her temel lojik eleman için bir entegre devre kullanmak ekonomik değildir. u düşünceden hareket edilerek, çok genel kullanımı olan iki temel lojik kapı elemanı geliştirilmiştir: VEYDEĞİL (NOR) kapısı ile VEDEĞİL (NND) kapıları. VEDEĞİL ve VEYDEĞİL kapılarından dört tanesi bir arada üretilmiştir. u kapılar, VE Çeyrek / NOR uarter ve VEY Çeyrek / NND uarter olarak isimlendirilir. Şekil 5.43 de VEYDEĞİL ve VEDEĞİL kapılarının entegre devreler içerisindeki durumları görülmektedir. Temel lojik elemanlar olan VE, VEY, DEĞİL, VEDEĞİL, VEYDEĞİL kapıları, gerçekleştirilecek devrenin durumuna ve eldeki imkanlara göre VEYDEĞİL veya VEDEĞİL kapılarıyla oluşturulur. Şekil 5.44 de, temel lojik elemanların VEYDEĞİL veya VEDEĞİL kapılarıyla oluşturulması açıklanmaktadır.
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 2 4 3 2 9 8 VCC 742 GND 2 3 4 5 6 7 4 3 2 9 8 VCC 74 2 3 4 5 6 GND 7 4 3 2 9 8 VCC 74 2 3 4 5 6 7 Şekil 5.43. VEYDEĞİL ve VEDEĞİL kapılarının lojik entegreler içerisindeki durumları. Temel lojik kapıların VEYDEĞİL ve VEDEĞİL kapılarıyla nasıl oluşturulduğu anlamak için, temel lojik kapılardan bazılarının oluşumunu ve kapıları oluşturmadaki kabulleri inceleyelim. i- VEYDEĞİL veya VEDEĞİL kapılarının girişleri birleştirilip tek bir giriş olarak kullanılırsa, bu kapılar DEĞİL kapısına dönüşür. Çünkü; : (.) =' veya (+) =' olduğundan yapılan işlem DEĞİL kapısının özelliklerini taşır. ii- İki VEDEĞİL kapısıyla VE kapısı elde edilirken, kapılardan birisi DEĞİL kapısı olarak kullanılır. DEĞİL kapısı; (.)' eşitliğinden (.)'' eşitliğine olan değişimi gerçekleştirir. (.)'' =. olduğundan, VE kapısı 2 adet VEYDEĞİL kullanılarak elde edilebilir. GND
22 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler iii- VEYDEĞİL kapıları kullanılarak VE kapısı elde etmek işlemi, De Morgan teoremleri kullanılarak açıklanabilir. VEYDEĞİL kapısı (+)' işlemini gerçekleştirdiğinden, (+)' den (.) işlemi elde etmek için; ('+')' = (.) eşitliğinden faydalanılır. DEĞİL işlemini elde edebilmek için, VEYDEĞİL kapısının iki girişi birleştirilerek tek giriş olarak kullanılır. İki DEĞİL kapısından geçirilen değişkenler VEYDEĞİL kapısına uygulandığında çıkışta; ifadesi elde edilir. ('+')'=(.)''=. KPI DI SEMOLÜ NND EŞDEĞERİ NOR EŞDEĞERİ DEGİL KPISI ' ' ' VE KPISI... VEY KPISI + + + VEDEGİL KPISI.. ' ' '+ '. VEYDEGİL KPISI + ' '. ' + ' + Şekil 5.44. VEYDEĞİL ve VEDEĞİL kapı devreleri ile temel lojik kapıların oluşturulması. Temel lojik kapıların VEYDEĞİL veya VEDEĞİL kapılarıyla oluşturulması gibi, lojik fonksiyonlar da VEYDEĞİL ve VEDEĞİL kapıları ile gerçekleştirilebilir. Fonksiyonların VEYDEĞİL ve VEDEĞİL kapıları ile gerçekleştirilmesi işleminde; çizim yöntemi ve matematiksel yöntem olarak isimlendirilebilecek iki farklı yöntem kullanılır.
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 23 a) b) c) Şekil 5.45 VEDEĞİL kapıları kullanılarak, çizim yöntemi ile sadeleştirme kullanılarak lojik eşitliklerin gerçekleştirilmesi. Çizim yöntemi : Lojik eşitlikte bulunan tüm elemanların VEYDEĞİL veya VEDEĞİL ile gerçekleştirilmesini sağlayacak şekilde lojik devre çizilir. Çizilen lojik devrede, iki DEĞİL işleminin ard-arda yapılması benzeri işlemler silinerek, devre sadeleştirilir. Oluşan devre, sadece VEDEĞİL ve VEYDEĞİL kapıları ile gerçekleştirilmiş olur. çıklanan bu yöntem, çizim yöntemi ile sadeleştirme olarak isimlendirilir.
24 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler Örnek 27 : F=(..C)+(..C ) lojik ifadesini VEDEĞİL kapıları ile gerçekleştirelim. Lojik eşitliği temel lojik kapılar ile gerçekleştirip (Şekil 5.45.a), her bir kapının işlevini gerçekleştirecek VEDEĞİL kapıları ile oluşturulan devreyi ilgili kapı yerine koyarsak Şekil 5.45 deki lojik şema oluşur. Oluşan şemada, ard-arda bağlı DEĞİL kapılarını kaldırarak devreyi sadeleştirirsek lojik eşitliği VEDEĞİL kapıları ile oluşturmuş oluruz (Şekil 5.45.c). Örnek 28 : F=(+).( +).( + ) lojik eşitliğini VEYDEĞİL kapıları kullanarak çizim yöntemi ile sadeleştirerek gerçekleştirelim. Temel Lojik kapılar ile oluşturulan devredeki her bir kapının yerine, eşdeğeri olan VEYDEĞİL kapıları ile oluşturulan devreyi yerleştirip, fazla olan kapıları üzerlerini çizerek kaldırırsak, eşitliği VEYDEĞİL kapıları ile gerçekleyecek lojik devreyi elde ederiz (Şekil 5.46). Matematiksel yöntem : Lojik eşitliklerin, VEDEĞİL kapıları ile gerçekleştirilecekse çarpım, VEYDEĞİL kapıları ile gerçekleştirilecekse toplama işlemleri ile ifade edilecek şekle dönüştürüldüğü yöntem, matematiksel yöntem ile sadeleştirme olarak isimlendirilir. Çarpımların toplamı şeklinde ifadelerin, çarpımlar şekline dönüştürülmesi için iki kere değili alınır. Demorgan kuralı uygulanarak, toplama işlemi çarpımlar haline getirilir. Örnek 29 : F=..C+'..C'+'.'.C' ifadesini VEDEĞİL kapıları ile gerçekleştirmek için gerekli sadeleştirmeyi yapalım. F =..C+'..C'+'.'.C' =..C+'..C'+'.'.C' = (..C).('..C'). ('.'.C') Eşitlikteki tüm ifadelerin çarpımlar şeklinde ifade edilmesinden sonra devre VEDEĞİL kapıları ile gerçekleştirilir.
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 25 Şekil 5.46. Lojik eşitliklerin çizim yöntemi ile sadeleştirme kullanılarak VEYDEĞİL kapıları ile gerçekleştirilmesi.
26 Lojik Kapılar ve Lojik Devreler Şekil 5.47. Lojik eşitliklerin VEDEĞİL kapıları ile gerçeklenmesi. Örnek 3 : F = (+).(+')('+') ifadesini VEYDEĞİL kapıları ile gerçekleştirecek formata getirelim. F = (+).(+')('+') = (+).(+')('+') = (+)+(+')+('+') elde edilen eşitlikteki tüm işlemler VEYDEĞİL kapıları ile gerçekleştirilecek formattadır (Şekil 5.48). (+) (+ ) F ( + ) Şekil 5.48 Lojik Eşitliklerin VEYDEĞİL kapıları ile gerçekleştirilmesi.
Lojik Kapılar ve Lojik Devreler 27 Örnek 3 : = ()'+'+C' fonksiyonunu VEDEĞİL kapılarıyla gerçekleştirelim. =() + + C =(). ( ). (C ) =(). ( ). (C ). (.) C (.C ) Şekil 5.49. Eşitliklerin VEDEĞİL kapılarıyla oluşturulması. C =Π (,3,5,6)=(++C).(+'+C').('++C').('+'+C) '=(++C).(+'+C').('++C').('+'+C) '=(++C)'+(+'+C')'+('++C')'+('+'+C) ' C (++C)' (+'+C')' ('++C')' ('+'+C)' Şekil 5.5. Fonksiyonların VEYDEĞİL kapılarıyla oluşturulması.