Circuiti logici

Impareremo innanzitutto a rappresentare gli operatori logici e le loro tabelle di verità per poi capire come implementarle fisicamente.

Una porta AND ha in uscita il valore 1 se e solo se entrambi gli ingressi valgono 1, la porta OR ha in uscita il valore logico 1 se almeno uno dei due ingressi vale 1 e la porta NOT inverte il valore in ingresso.

Implementazione fisica di porte logiche

Per realizzare fisicamente una porta logica si deve stabilire su che grandezza intervenire, ovvero dobbiamo scegliere la grandezza tramite la quale stabile il valore logico di un bit. Generalmente si opera su valori di tensione, un bit con valore logico 1 non è altro che un sistema fisico in cui si può misurare un valore di tensione mentre un bit con valore logico 0 è un sistema in assenza di tensione.

Per rendere i sistemi digitali più robusti rispetto alle perturbazioni non si utilizza solo un sistema di presenza o assenza della tensione ma si opera su due intervalli distanziati da una zona definita, un intervallo di bassa tensione e uno di tensione "alta" (per esempio in Arduino tra 0V e 1.5V potremo considerare logicamente il valore 0 e tra 3.5V e 5V potremo considerare logicamente il valore 1).

Le tecniche che vedremo per progettare i circuiti logici potranno essere utilizzate per un circuito fisico o per trovare l'espressione booleana da inserire in un codice in cui delle uscite dipendono da degli ingressi digitali.

Per un circuito fisico le porte logiche vengono create mediante l'uso dei transistor.

(a) not

(b) NAND
(c) NOR