Projets électroniques: Comment utiliser les portes NAND pour créer d'autres portes

Les portes électroniques NON ET (avec les portes NOR) sont des portes universelles , ce qui signifie que vous pouvez construire n'importe quel autre type de porte en n'utilisant que des portes NAND combinées de différentes manières. Les quatre projets d'électronique présentés ici vous guident étape par étape dans le processus de construction de différents types de circuits de porte en utilisant uniquement des portes NON-ET.

La porte NON-ET à quatre entrées 4011 Quad est un circuit intégré (IC) à grille logique CMOS populaire. Comme son nom l'indique, ce CI contient quatre portes NAND à deux entrées.

Un IC 4011 n'est pas disponible sur votre RadioShack locale. Ainsi, vous devrez trouver un magasin d'électronique local qui porte des pièces telles que des puces logiques CMOS, ou vous devrez les commander à partir d'une source en ligne.

• Le premier projet n'utilise qu'une seule porte NAND dans un 4011. Les deux entrées de la porte NAND sont connectées à des boutons-poussoirs et la sortie est connectée à une LED. Lorsque vous construisez ce projet, vous serez capable de visualiser le fonctionnement d'une porte NAND: La LED sera allumée à moins que vous n'appuyiez sur les deux boutons.

  

  Un circuit de porte NAND qui utilise une puce logique CMOS.

• Le prochain projet utilise deux portes NAND sur le 4011 pour créer une porte ET. Comme une porte NAND n'est rien de plus qu'une porte ET dont la sortie est inversée, vous pouvez créer une porte ET à partir d'une porte NAND en inversant la sortie de la porte NAND.

  Cette inversion fonctionne à cause de l'une des règles fondamentales de la logique: si vous inversez une valeur deux fois, vous obtenez la valeur d'origine. Ainsi, si vous inversez une porte ET une fois, vous obtenez une porte NAND; Si vous l'inversez à nouveau, vous êtes de retour à une porte ET.

• Dans le troisième ensemble de documents de projet , vous voyez comment créer une porte OU en utilisant trois portes NON-ET. Une porte NAND est identique à une porte OU dont les entrées ont été inversées. Ainsi, pour créer une porte OU à l'aide de portes NON-ET, vous inversez les deux entrées avec des portes NON-ET configurées comme onduleurs (c'est-à-dire avec leurs entrées câblées ensemble). La sortie de ces inverseurs est envoyée aux entrées de la troisième porte NAND.

• Le projet final utilise les quatre portes NAND de la puce 4011 pour créer une porte NON-OU. Une porte NOR n'est rien de plus qu'une porte OU dont la sortie a été inversée. Ainsi, vous créez d'abord une porte OU en utilisant la technique du projet précédent; Ensuite, vous configurez la quatrième porte NAND sur la puce 4011 en tant qu'inverseur pour inverser la sortie de la porte OU.

Étant donné que ces projets se complètent, ne démolissez pas votre maquette après chaque projet.Au lieu de cela, vous pouvez utiliser chaque projet assemblé comme point de départ pour le projet suivant. Si vous choisissez de créer les projets de cette manière, vous pouvez simplement parcourir les étapes pour voir quelles résistances et quels fils de liaison doivent être déplacés pour chaque projet.

Vous pouvez facilement transformer une porte NAND en un onduleur à entrée unique (c'est-à-dire une porte NOT) en connectant la seule entrée aux deux entrées de la porte NAND. Cette connexion fait que les deux entrées sont toujours les mêmes: soit les deux sont HAUT, soit les deux sont BAS.

Dans une porte NAND, si les deux entrées sont HIGH, la sortie est LOW, et si les deux entrées sont LOW, la sortie est HIGH. Ainsi, câbler les entrées d'une porte NON-ET ensemble a pour effet d'inverser l'entrée.