Que sont les portes logiques ?
Tous les circuits électroniques numériques complexes, tels que les microprocesseurs, les mémoires vives (RAM), les microcontrôleurs, et autres, sont composés d’un grand nombre de circuits logiques internes complexes. Ces derniers sont également constitués de circuits logiques plus petits et moins complexes, jusqu’à ce que nous arrivions finalement aux plus petits circuits électroniques logiques qui ont des fonctions simples et sont appelés portes logiques.
Les portes logiques sont des circuits électroniques qui ont des fonctions simples. Leur structure interne est composée d’un ensemble de transistors reliés entre eux. La façon dont ces transistors sont reliés détermine la fonction de la porte logique. Les portes logiques sont des circuits électroniques qui ont des entrées allant d’une seule entrée à, dans certains cas, jusqu’à seize entrées, et elles ont une seule sortie.
la porte logique NON (en anglais NOT)
La porte logique “NON” est la seule qui ait une seule entrée parmi toutes les portes logiques que nous connaîtrons, et elle a un autre nom, qui est l’inverseur. Nous donnons aux portes logiques des symboles conventionnels convenus au niveau international pour faciliter le dessin des circuits électroniques.
symbole de la porte logique NON
Dans l’image, nous avons le symbole de la porte logique Inverseur ou “NON”. Comme nous le voyons dans l’image, la porte logique “NON” a une seule entrée marquée par la lettre A et une seule sortie marquée par la lettre F. Ces lettres sont des noms pour les entrées et les sorties qui nous aideront à l’avenir à écrire les fonctions logiques de manière algébrique.
fonction de la porte logique NON
La fonction de la porte logique est simple : lorsqu’un état logique 0 est introduit, la porte l’inverse en un état logique 1 et nous donne le résultat à la sortie F.
la table de vérité de la porte logique NON
fonction de la porte logique NON sous forme algébrique
Comme nous l’avons mentionné précédemment, nous pouvons exprimer les fonctions logiques sous forme d’équations algébriques en attribuant à chaque fonction logique un symbole mathématique. Pour la porte logique “NON”, nous l’exprimons par une barre au-dessus de la lettre qui représente le nom de l'entré. Donc, nous écrivons :
la porte logique OU (en anglais OR)
La deuxième porte logique est “OU”, et sa fonction est qu’elle donne à la sortie l’état logique 0 dans un seul cas, qui est que toutes les entrées contiennent 0. Autrement, elle donne à la sortie l’état logique 1.
symbole de la porte logique OU
table de vérité de la porte logique OU
équation algébrique de la porte logique OU
Nous exprimons algébriquement la fonction de la porte “OU” par le symbole mathématique +, mais cela ne signifie pas l’opération d’addition, mais plutôt l’expression de la parallélité ou du choix, car c’est un symbole logique et non mathématique.
Pour clarifier davantage l’idée, il est possible de dessiner un circuit électrique équivalent à la porte logique “OU”, où les interrupteurs A et B représentent les entrées et l’ampoule F représente la sortie. Placer les deux interrupteurs en parallèle joue exactement le rôle de la porte logique “OU”.
Lorsque l’interrupteur est ouvert, il est dans l’état logique 0 et lorsqu’il
est fermé, il est dans l’état logique 1. Lorsque l’ampoule est éteinte, elle
est dans l’état logique 0, tandis que lorsqu’elle est allumée, elle est dans
l’état logique 1.
Les portes logiques “OU” existent avec plus de deux entrées et il est possible
de combiner des portes logiques à deux entrées pour obtenir des portes
logiques avec plusieurs entrées selon les besoins.
la porte logique ET (en anglais AND)
symbole de la porte logique ET
fonction de la porte logique ET
La porte logique ‘ET’ nous donne l’état logique 1 en sortie dans un seul cas, c’est que toutes les entrées contiennent l’état logique 1.
table de vérité de la porte logique ET
éxpression algébrique de la porte logique ET
Pour exprimer la fonction de la porte logique ‘ET’ algébriquement, nous utilisons le point, symbole de la multiplication en mathématiques, car la fonction de la porte ‘ET’ en électronique est la même que celle de la multiplication en mathématiques.
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