ลอจิกเกต (Logic Gate)
บทนำ วงจรดิจิตอลที่มีอินพุตมากกว่าหรือมีหนึ่งอินพุต และมีเอาท์พุตเพียงเอาท์พุตเดียว เราเรียกวงจรนี้ว่า ลอจิกเกต ในทางปฏิบัติอุปกรณ์ที่ใช้แทนตัวกระทำทางลอจิก ก็คือ เกต ซึ่งประกอบขึ้นด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ โดยมีความคิดพื้นฐานมาจากวงจรสวิตชิ่ง เกตพื้นฐานมี 3 ชนิด ได้แก่ อินเวอร์เตอร์(Inverter or NOT Gate), ออร์เกต (OR Gate), และแอนด์เกต (AND Gate) สามารถที่จะใช้เกตต่าง ๆ เหล่านี้สร้างเป็นวงจรลอจิกหรือระบบดิจิตอลต่าง ๆ
บทนำ เกตแต่ละชนิดจะมีคุณลักษณะเฉพาะตัว โดยใช้การแสดงด้วยสิ่งต่อไปนี้ คุณลักษณะที่ 1 สัญลักษณ์ (symbol) เกตแต่ละชนิดจะมีสัญลักษณ์แตกต่างกัน มีขาที่แสดงอินพุตและเอาท์พุต เพื่อนำมาใช้เขียนวงจรได้ง่ายขึ้น คุณลักษณะที่ 2 ตารางความจริง (truth table) เป็นตารางที่ใช้แสดงข้อมูลของอินพุตว่าเป็นลอจิก “0” หรือ “1” จึงจะทำให้เอาท์พุตเป็นลอจิก “0”หรือ “1” ดังนั้น เกตแต่ละชนิดจะมีตารางความจริงที่แสดงคุณสมบัติของเกตเพื่อบอกการทำงาน จึงมีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าตารางการทำงาน (function table)
บทนำ คุณลักษณะที่ 3 สมการลอจิก (logic equation) เป็นสมการของพีชคณิต- บูลลีน ที่ใช้อธิบายการทำงานของเกตแต่ละชนิด หรือวงจรลอจิก คุณลักษณะที่ 4 ไดอะแกรมเวลา (timing diagram) หรือรูปคลื่น (wave form) ใช้อธิบายการทำงานของเกตหรือวงจร ตามช่วงเวลาที่ผ่านไป เพื่อให้ทราบว่าในเวลาที่ผ่านไปลอจิกทางอินพุต กับลอจิกทางเอาท์พุตมีความสัมพันธ์กันอย่างไร การอธิบายการทำงานของลอจิกเกตจะใช้สัญลักษณ์ของเกต ตารางความจริงและ ไดอะแกรมเวลาประกอบการอธิบายเกตพื้นฐาน ดังนี้
เกตพื้นฐาน (Gate) Inverter or NOT Gate ภาพที่ 1 อินเวอร์เตอร์หรือนอตเกต (ก) สัญลักษณ์ (ข) ตารางความจริง (ค) ไดอะแกรมเวลา
ภาพที่ 2 ออร์เกต (OR gates) (ก) สัญลักษณ์ (ข) ตารางความจริง (ค) ไดอะแกรมเวลา
เกตพื้นฐาน (Gate) AND Gate ภาพที่ 3 แอนด์เกต (AND Gate) (ก) สัญลักษณ์ (ข) ตารางความจริง (ค) ไดอะแกรมเวลา
ตัวอย่างที่ 1 ให้เขียนตารางความจริงของวงจรลอจิกในภาพ A B X 1 วิธีทำ จากภาพเป็นออร์เกต 2 อินพุต แต่ละอินพุตต่ออยู่กับเอาท์พุตของอินเวอร์เตอร์ ดังนั้นความเป็นไปได้ของอินพุตในตารางความจริงจะเท่ากับ 22 = 4 จะต้องเรียงลำดับเลขฐานสองไป 4 จำนวนนั่นคืออินพุต AB จะเท่ากับ 00, 01, 10 และ 11
ตัวอย่างที่ 2 ให้เขียนตารางความจริงของวงจรลอจิกในภาพ A B C X 1 ความเป็นไปได้ของอินพุต ในตารางความจริงจะเท่ากับ 23 = 8