La porta NAND è una porta logica digitale, progettata per operazioni aritmetiche e logiche, ogni studente elettronico deve aver studiato questa porta nella sua carriera. Questa porta viene utilizzata principalmente nelle applicazioni in cui sono necessari calcoli matematici. Quindi calcolatrici, computer e molte applicazioni digitali utilizzano questa porta.
Qui useremo 74LS00 IC per la dimostrazione, questo chip ha 4 porte NAND al suo interno. Questi quattro gate sono collegati internamente come mostrato nella figura sottostante.
Queste porte hanno limitazioni per la tensione di lavoro e la frequenza logica di ingresso. Quando queste limitazioni non sono considerate, il chip può danneggiarsi in modo permanente, quindi è necessario prestare attenzione durante la selezione delle porte logiche.
Componenti richiesti
- Alimentazione (5v)
- Resistori da 1K e 220Ω
- 74LS00 QUAD NAND GATE IC
- 1 LED
- Bottoni
- Condensatore 100nF
- Cavi di collegamento
- Breadboard
Schema del circuito e spiegazione del funzionamento
La tabella di verità del gate NAND è mostrata in figura.
|
UN |
B |
Y |
|
L |
L |
H |
|
L |
H |
H |
|
H |
L |
H |
|
H |
H |
L |
Come nella tabella della verità, l'uscita di una porta NAND dovrebbe essere bassa solo se entrambi gli ingressi del cancello sono alti. In ogni altro caso l'uscita dovrebbe essere alta. Quindi se uno o entrambi gli ingressi sono bassi, l'uscita del gate NAND sarà alta.
In questo schema circuitale del gate NAND, abbasseremo entrambi gli ingressi di un gate a terra attraverso un resistore da 1KΩ. E poi gli ingressi sono collegati all'alimentazione tramite un pulsante.
Quindi, quando si preme il pulsante, il perno corrispondente del cancello si alza. Quindi con due pulsanti possiamo realizzare la tabella di verità del gate NAND. Quando uno dei pulsanti viene premuto, un ingresso del gate sarà alto e l'altro sarà basso in questo momento l'uscita dovrebbe essere alta.
Quindi, secondo la tabella della verità, il LED dovrebbe essere spento solo quando vengono premuti entrambi i pulsanti. Se uno o uno dei pulsanti viene rilasciato, il LED dovrebbe essere acceso.
Il condensatore serve a neutralizzare l'effetto di rimbalzo del pulsante. In assenza di condensatore, il contatore può contare gli eventi che si verificano in modo errato. Questi resistori pull down sono necessari in quanto il CHIP scelto è uno che attiva il fronte positivo. Se i resistori vengono ignorati, il circuito potrebbe generare risultati imprevedibili. (Controlla anche: NOT Gate Circuit)