gokhanca

Mantık kapıları dijital elektroniğin vazgeçilmez unsurlarından biridir. Binary yani 1 ve 0 şeklinde yapıları vardır ve bu binary bilgiyi alıp bir sonuç değeri döndürürler. Mantık kapıları hakkında internette çeşitli dökümanlar bulabilirsiniz. Ben burada bunları kullanarak basit bir devre kontrolü örneği anlatacağım.

ÖRNEK : Bir devrede 3 adet devre anahtarı ve 1 adet lamba bulunmaktadır. Devre anahtarlarından yalnız 2 tanesine basarak lambanın yanması gerekmektedir. Anahtarlara teker teker veya hep birlikte basıldığında lambanın çalışması istenmemektedir. Herhangi 2 anahtara basıldığında lambanın yanacağı bir devreyi nasıl tasarlarız?

Mantık Tablosunun Oluşturulması

Lambanın yanma koşulu sadece 2 anahtarın kapalı olması. Üçünü bile kapatsak lamba yanmamalı. O zaman bir mantık tablosu yaparak olası tüm sonuçları inceleyelim. Devrede 2^3=8 farklı olasılık vardır. Bu olasılıklar içerisinde 3 tanesi bize istediğimiz sonuçları vermektedir. Bu olasılıkları toplarsak aşağıdaki mantıksal ifadeye ulaşırız.

(A=1 ve B=0 ve C=1) veya (A=0 ve B=1 ve C=1) veya (A=1 ve B=1 ve C=0)

Bu mantıksal ifade bütün olasılıkları karşılayacaktır. Şimdi buradan hareketle devremizi tasarlamaya başlayalım.

 

 

 

 

 

 

 

 

Devrenin Tasarlanması

Devremizde anahtarların kapalı ve açık yani 1 ve 0 olma durumlarını aynı anda kullanacağımız için ilk önce anahtarların olası durumlarının tersleri de elde edilir. Aşağıdaki şekilde gösterilen kapı Değil Kapısıdır ve kendisine gelen binary değeri ters çevirir. Yani 1 ise 0, 0 ise 1 yapar. Bu sayede kapının lojik değeri yukarı kolda ne ise aşağı kolda ters olarak elde edilir.

 

Elde ettiğimiz bu uçları yukarıda çıkardığımız mantıksal ifadeye göre bağlayalım. Her devre anahtarı için kapalı durumu düşünelim ve üstteki koldan 1 lojik değerinin gittiğini varsayalım. Bu durumda alttaki kollar terslendiği için 0 değerine sahip olurlar. Buradan hareketle ilk bağlantımızı yani (A=1 ve B=0 ve C=1) ifadesini yapalım.

A anahtarından 1 , B anahtarından 0 ve C anahtarından 1 lojik değerindeki kolları VE KAPISI'na gönderdik. Çünkü mantıksal ifademizde bunlar VE bağlacı ile işleme girmişler. Aynı şekilde mantıksal ifademizdeki tüm ifadeleri devre şemasına uygularsak devremizin son hali aşağıdaki gibi olur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

İlk önce VE kapılarına bağlantılar yapıldı ve bu kapılardan gelen sonuçlar VEYA kapısına gönderildi (rengi sarı olan eleman). VEYA kapısından çıkacak son değer bizim istediğimiz sonucu çıkaracaktır. Şekildeki 1-2-3 sayıları VE kapılarını sıra numarasıdır ve lojik bir anlamı yoktur. Sadece şekli yorumlamak için konulmuştur.

Şimdi bir deneme yapalım. Gerçekten de istediğimiz sonucu elde edebilecek miyiz.?  Devre anahtarlarının durumları şu şekilde olsun (A=1, B=0, C=0) Yani sadece A anahtarını kapatalım. Diğer anahtarlar açık kalsın.

Bu durumda 1 nolu VE kapısına (A=1, B=1, C=0) değerleri ulaşır ve bunların VE işlemine göre sonuçları 0 olur. Yani 1 nolu VE kapısı 0 oldu.

2 nolu VE kapısına (A=0, B=0, C=0) değerleri ulaşır ve bunların VE işlemine göre sonuçları 0 olur. Yani 2 nolu VE kapısı 0 oldu.

3 nolu VE kapısına (A=1, B=0, C=1) değerleri ulaşır ve bunların VE işlemine göre sonuçları 0 olur. Yani 2 nolu VE kapısı 0 oldu.

Her üç VE kapısından çıkan bu değerler VEYA kapısına sırasıyla ( 0 - 0 - 0 ) olarak gelirler ve VEYA işlemine göre sonuç 0 çıkar. Bu durumda lamba yanmaz.

Bir başka örnek yapalım ve sadece iki devre anahtarını kapatalım. (A=1, B=1, C=0) olsun. Yukarıdaki gibi uzun uzun anlatmadan kısaca geçeyim.

1 nolu VE kapısı ( A=1, B=0, C=0 ) = 0 olur.

2 nolu VE kapısı ( A=0, B=1, C=0 ) = 0 olur.

3 nolu VE kapısı ( A=1, B=1, C=1 ) = 1 olur.

Bu üç değeri VEYA kapısına gönderirsek sonuç 1 olur ve lamba yanar.

DEVRE ELEMANLARI

Peki bu kapılar gerçekte nasıl bir şey? Bunlar birden fazla lojik kapının bir entegre içerisine paketlenmiş hali olarak satılırlar. Çeşitli tipleri vardır ama en sık kullanılan 3 tane entegreyi burada gösterelim.

7404 DEĞİL KAPISI (NOT GATE)

Bu entegrede 14 nolu ayaktan +5V besleme gereklidir ve 7 numaralı ayak topraklamadır. Görüldüğü üzere 6 tane NOT kapısı barındırır. Mesela 13 nolu ayaktan 1 lojik sinyali yollarsanız 12 nolu ayaktan 0 lojik değeri çıkar. 0 yollarsanız 1 lojik değeri çıkar. Yani gönderilen lojik sinyalin mantıksal değilini alır.

 

7408 VE KAPISI (AND GATE)

Bu entegrede de 14 nolu ayak+5V besleme ve 7 nolu ayak topraklamadır. İçerisinde 4 adet VE kapısı barındırır. VE kapılarına sadece 2 sinyal girişi olduğu için sağdaki şekildeki yapı kullanılarak 3 sinyal için sonuç alınabilir. 13, 12 ve 9 numaralı bacaklara bağlanacak sinyaller için 8 numaralı ayaktan sonuç alınır.

 

7432 VEYA KAPISI (OR GATE)

Bu entegrede de 14 nolu ayak+5V besleme ve 7 nolu ayak topraklamadır. İçerisinde 4 adet VEYA kapısı barındırır. VEYA kapılarına sadece 2 sinyal girişi olduğu için sağdaki şekildeki yapı kullanılarak 3 sinyal için sonuç alınabilir. 13, 12 ve 9 numaralı bacaklara bağlanacak sinyaller için 8 numaralı ayaktan sonuç alınır.

 

Lojik kapıların basit bir uygulamasını yaparak, nerede ve nasıl kullanıldıklarını anlatmaya çalıştım. Yararlı olması temennisiyle.