Bryan Albrecht

Logikgatter

Logikgatter sind Elemente aus der Elektronik. Sie werden auch nur Gatter genannt.
Sie werden für die Realisierung von Booleschen Funktionen verwendet.
Logikgatter kann man mit logischen Operationen vergleichen. Diese sind: UND, ODER oder NICHT.

Zustände

Jedes Gatter arbeitet mit exakt zwei Zuständen. Diese sind "0" und "1". Hierbei steht die 0 für keine Spannung und 1 für Spannung.
Jedes Gatter hat einen oder Mehrere Eingänge und einen Ausgang.

Gatter-Typen

Es gibt mehrere verschiedene Gatter Typen. All diese Typen machen verschiedene Dinge. Manche Typen sind sogar miteinander verbunden.
Folgende Typen gibt's:

AND

Das UND Gatter. Gibt 1 zurück, wenn alle eingangs Signale auch 1 sind.
Wenn zum Beispiel 8 von 9 Signalen 1 sind, so gibt das Gatter trotzdem 0 zurück. Dies ist so, da wirklich jedes Signal 1 sein muss.

AND

OR

Das ODER Gatter. Gibt 1 zurück, wenn Minimum ein eingangs Signale 1 ist.
Hier ist es möglich, dass 5 von 10 Signalen 1 sind und das Gatter trotzdem 1 zurückgibt. Dies ist so, da nur minimal 1 Signal 1 sein muss.

OR

XOR

Das Exklusiv-ODER Gatter. Gibt 1 zurück, wenn genau ein eingangs Signale 1 ist.
Das XOR Gate hat Exklusiv im Namen, da wirklich nur ein einziges Signal 1 sein darf. Wenn eins zu viel auf 1 ist, so gibt das Gatter 0 zurück.

XOR

NOT

Das NICHT Gatter. Gibt 1 zurück, wenn kein eingangs Signale 1 ist.
Das NOT Gate kann als eine Art Inverter angesehen werden. Dies ist so, da es eine 0 ausgibt, sobald eines der eingangs Signale 1 ist.

NOT

NAND

Das NICHT UND Gatter. Gibt 1 zurück, wenn nur ein eingangs Signale 1 ist.

NAND

NOR

Das NICHT ODER Gatter. Gibt 1 zurück, wenn mindestens ein eingangs Signale 1 ist. Aber nicht alle.

NOR

XNOR

Das Nicht-Exklusiv-ODER Gatter. Gibt 1 zurück, wenn nicht genau ein eingangs Signale 1 ist.

XNOR

Wahrheitstabellen

Die Zustände von einem Gatter kann man in einer Wahrheitstabelle darstellen.
In der Tabelle werden alle möglichen Zustände dargestellt.
Je nachdem wie viele Eingangssignale das Gatter hat, desto mehr Zeilen hat diese Tabelle.
Im untenstehenden Beispiel, werden die Tabellen für das UND, OR und AND Gatter gezeigt:

ALL

Anwendungsfall

Ein bekannter Anwendungsfall für solche Gates ist ein Garagentor.
Es hat mehrere Sensoren, welche jeweils ein Signal ausgeben. In diesem Beispiel verwenden wir de Lichtschranke und den Drucksensor.
Wenn einer dieser Beiden Sensoren ausschlägt, darf das Tor nicht zugehen.
In die Elektronik umgesetzt heisst das also: Wenn einer der Beiden 1 ausgibt, so bekommt das Tor das Signal 1. Dies hat zur Bedeutung, dass das Tor nicht schliessen darf.