Logic Gates 101

Las puertas lógicas son la base de la electrónica moderna. Estos pequeños circuitos realizan operaciones lógicas básicas como AND, OR y NO, lo que ayuda a procesar y tomar decisiones en los sistemas digitales.

En esta guía, aprenderá qué son las puertas lógicas, cómo funcionan y por qué son esenciales en el diseño de circuitos.

Perfecto para principiantes, ¡esta introducción te ayudará a dar tus primeros pasos!

Parece difícil (¡lo es!), pero con el tiempo y la práctica, reconocerás el circuito de forma natural.

Introducción

¡Esta guía es aburrida y verbosa! Sin embargo, es lo básico para la electrónica desde los años 50 hasta hoy.

Imaginarás las puertas lógicas como una forma de contar una historia: 

El cuento del reino lógico

Érase una vez, en el Reino Lógico, había cuatro poderosos magos: NOT, AND, OR Y XOR. Vivían en armonía, ayudando a los ciudadanos a resolver problemas y tomar decisiones en su vida cotidiana. Cada mago tenía poderes únicos y una forma distinta de pensar.

El problema de la lámpara misteriosa

Un día, la gente del pueblo acudió a los magos con un problema peculiar. Una lámpara mágica en el castillo no funcionaba correctamente. El rey declaró: "La lámpara solo debe encenderse en las condiciones adecuadas. ¡Ayúdanos a determinar cuándo debería brillar!"

Los magos se reunieron para escuchar las reglas del rey

NO: "La lámpara no debe encenderse si la habitación ya está iluminada".
AND: "Debería encenderse solo si tanto la alimentación está encendida como el interruptor presionado".
OR: "También puede encenderse si el interruptor de emergencia está encendido o el interruptor principal está encendido".
XOR: "Pero debería NOT se encienda si ambos interruptores están encendidos al mismo tiempo, ¡confunde la lámpara!"

Las contribuciones de los magos

NO habló primero. Hizo un gesto con su bastón y declaró: "Si la habitación está iluminada, la lámpara permanecerá apagada". La multitud asintió en señal de comprensión, ya que NO siempre hacía las cosas al revés.

A continuación, AND dio un paso adelante. "Incluso si la habitación está a oscuras, la lámpara no se encenderá a menos que se encienda y se presione el interruptor principal", explicó. Era estricto y solo permitía acciones cuando todo estaba bien.

Luego vino OR, que era más flexible. "Si el interruptor de emergencia OR el interruptor principal está encendido, la lámpara puede encenderse", dijo. A OR le encantaba dar múltiples opciones y encontrar al menos una manera de hacer que las cosas funcionaran.

Finalmente, el astuto XOR dio un paso al frente. "¡Pero cuidado! Si ambos interruptores están encendidos al mismo tiempo, la lámpara NO debe encenderse, es uno u otro, ¡no ambos!" Su poder era sutil pero esencial para evitar confusiones.

La solución

Los magos combinaron sus poderes:

En primer lugar, NO aseguró que la lámpara no se encendiera si la habitación ya estaba iluminada.
Luego, AND se aseguró de que tanto el interruptor de alimentación como el interruptor principal estuvieran listos.
OR dio flexibilidad, permitiendo que el interruptor de emergencia también activara la lámpara.
XOR evitó que la lámpara se comportara mal cuando ambos interruptores estaban encendidos.

El rey estaba encantado, y la lámpara obedecía ahora a la lógica perfecta.
Y así, NOT, AND, OR y XOR se convirtieron en héroes, celebrados por su sabiduría y capacidad para traer claridad al caos.

Búfer (cambio automático)

Es un diodo. La puerta de búfer es una puerta lógica simple que tiene un solo propósito: pasar su señal de entrada a su salida sin cambios. No invierte, altera ni procesa la señal, simplemente garantiza que la señal permanezca fuerte y establo . Con él, Sin pantalones cortos !

El interruptor automático es muy importante para detener el flujo de energía para ir por el "camino equivocado". Bloqueará la energía para que no "regrese". 

Si bien puede parecer redundante, las puertas de búfer son útiles para:

+ Fortalecimiento de la señal: los búferes amplifican las señales débiles para garantizar que puedan viajar distancias más largas o impulsar múltiples componentes sin degradación

+ Aislamiento de señal: Aíslan partes de un circuito para evitar interferencias o interacciones no deseadas

Más información sobre el interruptor automático

Está en otro post : Cómo usar un interruptor automático

NOT (inversor)

Una puerta NOT es una de las puertas lógicas más simples de la electrónica digital. También se denomina Inversor porque invierte, o invierte, la señal de entrada.

REINICIAR con una puerta NOT

En el recuadro rojo en la parte inferior izquierda, hay lo que llamo un circuito RESET. Es solo dos partes: 

un botón (izquierda) y un inversor (derecha). Está conectado a la alimentación principal (abajo) y en la parte superior, entrega la corriente al resto del circuito. Toda la energía entregada al resto del circuito pasa a través de él.

Cuando presiona el botón, la energía se detiene por un breve momento (un tic) y borra el circuito completo. Es un REINICIO

OR

El propósito de una puerta OR es simple: emite el flujo de energía (luz encendida) si cualquier de sus entradas (interruptores de pared aquí) están encendidos. 

Es como una regla que dice: "Si A, B o C es verdadero (abierto), la salida es verdadera". 

NOR

Una puerta NOR es una combinación de una puerta OR seguida de una puerta NO. Genera el resultado opuesto (invertido) de una puerta OR

Piense en un sistema en el que una luz se enciende solo cuando tampoco de tres interruptores está encendido. Si se acciona cualquiera de los interruptores, la luz se apaga.

La puerta NOR es potente debido a su versatilidad y su papel en la simplificación de los diseños de circuitos.

AND

Una puerta AND es una puerta lógica básica que emite 1 (HIGH) solo cuando todas sus entradas son 1 (HIGH). Si alguna entrada es 0 (LOW), la salida será 0 (LOW).
Sí, empezamos a hablar en binario:)

En otros términos, si todo los interruptores están encendidos, entonces la luz está encendida. Si uno de ellos está apagado, la luz se apaga.

Es mi favorito personal :) 

AND con 4 puertas de garaje

Portón AND con 3 interruptores para abrir o cerrar puertas de garaje.

Cada interruptor tiene una lámpara para probar el circuito y seguir el flujo de energía. Verde para los interruptores de pared, rosa para el estado de la puerta AND y amarillo para el resultado (también llamado "Q")

+ Si solo se encuentra una puerta abrir (1,2 o 3), then La cuarta puerta es abrir (la puerta blanca en la parte superior).

+ Si 1 y 2 y 3 están cerrados, then La cuarta puerta se cerrará.

NAND

Una puerta NAND es la inversa de una puerta AND. Combina una puerta AND con una puerta NOT para invertir la salida

Imagine un sistema en el que una alarma de advertencia solo debe permanecer en silencio si se cumplen ambas condiciones (por ejemplo, la puerta está cerrada y no se activa el sensor de proximidad). Si alguna de las condiciones se desvía, sonará la alarma.

XOR

Una puerta XOR (exclusiva puerta OR) es una puerta lógica que emite HIGH (1) si exactamente una de sus entradas es HIGH (1). Se diferencia de una puerta OR estándar porque excluye el caso en el que ambas entradas son ALTAS (1)

Imagina una luz controlada por dos interruptores, pero el La luz se enciende solo cuando se acciona un interruptor , no ambos. Si ambos interruptores están apagados o encendidos, la luz permanece apagada

XOR abrir una puerta loot

Usamos un XOR para abrir una puerta eléctrica cuando ganas uno de dos juegos, pero no ambos
Más información acerca de este ejemplo de XOR

XNOR

Una puerta XNOR (puerta NOR exclusiva) es el complemento de una puerta XOR. Emite HIGH (1) si las entradas son las mismas (ambas 0 o ambas 1). Si las entradas son diferentes, la salida es LOW (0).

Imagine una cerradura digital que solo se abre cuando dos entradas (como los PIN) coinciden. Si las entradas son las mismas, se abre la cerradura. Si difieren, permanece bloqueado.

IMPLY

Una puerta IMPLY (o puerta de implicación) es una puerta lógica menos común pero interesante que modela la implicación lógica. Emite LOW (0) solo cuando la primera entrada (llamada antecedente) es TRUE (1) y la segunda entrada (llamada consecuente) es FALSE (0). En todos los demás casos, la salida es ALTA (1).

Considere una regla como: Si llueve (A), entonces llevaré un paraguas (B).
Si A, entonces B (o A → B).

Lo sé. No es muy útil en No Man's Sky :)

NIMPLY

La puerta NIMPLY (también conocida como puerta de implicación NOT o implicación negada) es la forma negada de la puerta IMPLY.

Si no llueve (A), entonces no llevo paraguas (B)

Aún menos útil en NMS, pero ¿quién sabe? ^^

MUX Y DEMUX

MUX y DEMUX están en otro post  

Fuente principal : No Man's Sky wiki

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