Der XOR oder Exklusives ODER-Gatter ist eine spezielle Art von Logikgatter, das in der Digitalelektronik zur Durchführung der Exklusiv-ODER-Verknüpfung verwendet wird. Das XOR-Gatter nimmt zwei Eingänge auf und erzeugt abhängig von der Kombination der beiden angelegten Eingänge einen Ausgang.

In diesem Artikel wird das Ganze erklärt Theorie des XOR-Gatters zusammen mit seinem Wahrheitstabelle , Boolescher Ausdruck , Logiksymbol , Schaltplan , und mehr.

Inhaltsverzeichnis

• Was ist ein XOR-Gate?
• Aufbau eines XOR-Gatters mit Transistor
• Gelöstes Beispiel eines XOR-Gatters
• Anwendungen von XOR Gate
• Vorteile und Nachteile

Was ist ein XOR-Gate?

In Digitale Elektronik gibt es eine Logikschaltung namens XOR-Gatter, die zwei Eingaben entgegennimmt und eine Ausgabe erzeugt, die das Ergebnis der Exklusiv-ODER-Operation ist, die an der Kombination der Eingaben durchgeführt wird. Dieses Logikgatter erzeugt einen High- oder logischen 1-Ausgang, wenn beide Eingänge unterschiedlich sind, andernfalls erzeugt es einen logischen 0-Ausgang.

Operationen des XOR-Gatters

Wir können die Funktionsweise des XOR-Gatters wie folgt erklären:

Gibt 1 zurück, wenn die Anzahl der logisch hohen Eingänge ungerade ist.

auswählen als

Gibt 0 zurück, wenn die Anzahl der logisch hohen Eingänge gerade ist.

Angenommen, wir haben zwei Eingaben, A und B, und die Ausgabe heißt X, dann lautet der Ausdruck:

Der boolesche Ausdruck des XOR-Gatters lautet wie folgt:

string zu int java

X = A’B + AB’

Symbol des XOR-Tors

Das Logiksymbol des XOR-Gatters ist in der folgenden Abbildung dargestellt. In dieser Abbildung stellen die Variablen A und B die Eingabezeilen und dar A’B + AB’ ist der Ausgang des XOR-Gatters.

XOR-Gatter-Logiksymbol und Wahrheitstabelle

Wahrheitstabelle des XOR-Gatters

Die Wahrheitstabelle eines XOR-Gatters ist unten angegeben. Diese Tabelle zeigt die Beziehung zwischen Ein- und Ausgängen des XOR-Gatters. Dies liefert auch Informationen über die Funktionsweise des XOR-Gatters für verschiedene Eingangskombinationen.

Es ist wichtig zu beachten, dass wir kein einzelnes XOR-Gatter mit drei oder mehr Eingangsleitungen haben. Es gibt nur ein XOR-Gatter mit zwei Eingängen. Wenn wir jedoch ein XOR-Gatter mit mehr als zwei Eingangsleitungen benötigen, kombinieren wir einfach mehrere XOR-Gatter mit zwei Eingängen, um das gewünschte XOR-Gatter zu erhalten.

Aufbau eines XOR-Gatters mit Transistor

Wir können exklusiv umsetzen ODER-Tor mit Transistor. Hier ist die Schaltung, die die Verbindung verschiedener Schaltungselemente zeigt, die zur Implementierung der XOR-Operation kombiniert werden.

XOR-Gatter mit NPN-Transistor

Funktionsweise der Schaltung

Wir werden diese Schaltung anhand verschiedener Eingangsszenarien im Fall eines XOR-Gatters mit 2 Eingängen verstehen:

FALL I: Wenn beide Eingänge Null sind. (A=0, B=0)

Wenn dann beide Eingänge A und B Null sind Transistoren Q1, Q2, Q4 und Q5 sind offene Schaltkreise, sodass die LED nicht leuchtet, da sowohl Q4 als auch Q5 offen sind, sodass der negative Pin der LED nicht mit Masse verbunden ist.

Konverter-String bis heute

FALL II: Wenn ein Eingang logisch hoch und der andere logisch niedrig ist (A=1, B=0)

In diesem Fall können wir leicht erkennen, dass Q4 jetzt als geschlossener Kreislauf arbeitet. Der Minuspol der LED ist also über Q4 mit Q3 und letztendlich mit Masse verbunden, sodass in diesem Fall die LED leuchtet.

FALL III – Wenn ein Eingang logisch hoch und der andere logisch niedrig ist (A=0, B=1)

In diesem Fall können wir leicht erkennen, dass Q5 jetzt als geschlossener Kreislauf arbeitet. Der Minuspol der LED ist also über Q5 mit Q3 und letztendlich mit Masse verbunden, sodass in diesem Fall die LED leuchtet.

FALL IV – Wenn beide Eingänge logisch hoch sind. (A=1, B=1)

Wenn in diesem Fall sowohl A als auch B logisch hoch sind, werden auch die Transistoren Q1 und Q2 aktiviert. Dann fließt der Strom direkt vom +5-V-Anschluss über die Transistoren Q1 und Q2 nach Masse und gelangt nicht in den Pfad, an dem Q3 als a angeschlossen ist Der resultierende Transistor Q3 fungiert nun als offener Stromkreis und letztendlich als negativer Pin LED ist von der Masse getrennt, sodass die LED nicht leuchtet.

js globale Variable

Anwendungen von XOR Gate

Hier sind einige der Anwendungen des XOR-Gatters:

1. Datenverschlüsselung: XOR-Gatter werden in Datenverschlüsselungsalgorithmen verwendet. Da es dazu verwendet wird, Daten mit einem geheimen Schlüssel zu verschlüsseln, ist es für Unbefugte sehr schwer zu knacken.
2. Komparatorschaltungen: Es wird in der Komparatorschaltung verwendet, um zu prüfen, ob die beiden Binärwerte gleich sind oder nicht. Für denselben Eingabetyp ergibt sich die Ausgabe 0 und für verschiedene Eingaben die Ausgabe 1.
3. Binäre Addition und Subtraktion: Es hilft bei der Bestimmung der Summe jedes Bits und der Kombination mit anderen Logikgatter um Kreditoperationen abzuwickeln.
4. Flip-Flops umschalten: In T-Flip-Flops Es wird für die Schaltung verwendet, die mit jedem durchlaufenen Taktimpuls umschaltet.

Einige andere Anwendungen von XOR-Gattern sind die Adressdekodierung, Sicherheit und Zugangskontrolle, Zufallszahlengenerierung, Uhrsynchronisation , Frequenzteilerschaltungen usw.

Vor- und Nachteile von XOR Gate

Nachfolgend finden Sie eine Liste der Vor- und Nachteile des XOR-Gates:

Vorteile von XOR Gate

• Es hilft zu erkennen, ob die Eingabesequenz eine ungerade Anzahl von „1“ enthält.
• XOR-Gatter führen die Exklusiv-ODER-Operation aus, eine grundlegende Operation in digitale Logik .

Nachteile von XOR Gate

• XOR-Gatter sind komplexe Gatterschaltungen, deren Anschluss an die von uns verwendete Schaltung zu einem erhöhten Stromverbrauch und einer erhöhten Schaltungskomplexität führt.
• Es führt zu einer Erhöhung der Ausbreitungsverzögerung der Schaltung.
• Mit zunehmender Anzahl der Eingänge wird die Schaltung immer komplexer, was die Wartung und Fehlererkennung erschwert.

Gelöstes Beispiel eines XOR-Gatters

Finden Sie eine einzelne Zahl aus einer Reihe von Zahlen, vorausgesetzt, dass jedes Element bis auf dieses eine Element zweimal vorkommt.

Lösung: Wir wissen, dass die XOR-Verknüpfung zweier gleicher Bits „0“ ergibt. Daher können wir hier beobachten, dass bei einer XOR-Verknüpfung der Elemente alle Elemente, die zweimal vorkommen, zu „0“ werden und nur das verbleibende Element unsere Antwort wäre.

Wie aus [7,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6]

Wenn wir jedes der oben genannten Elemente XOR-verknüpfen, ergeben Elemente, die gerade oft vorkommen, „0“, und Elemente, die ungerade oft vorkommen, ergeben die Ausgabe. Letztendlich erhalten wir 7 als Ausgabe, da nur dieses Element nur einmal vorkommt und die übrigen Elemente gerade oft vorkommen.

Abschluss

In diesem Artikel haben wir etwas über das XOR-Gatter gelernt. Das XOR-Gatter verwendet boolesche Werte als Eingabe und gibt „1“ zurück, wenn die Anzahl der logisch hohen Eingänge ungerade ist, und gibt 0 zurück, wenn die Anzahl der logisch hohen Eingänge gerade ist.

In diesem Artikel werden die Wahrheitstabelle, die symbolische Darstellung, das gelöste Beispiel und Anwendungen erläutert, die zum besseren Verständnis des Artikels beitragen.

XOR-Gate – FAQs

Ist das XOR-Gatter ein universelles Logikgatter?

Kein XOR-Gatter ist kein universelles Logikgatter, kann jedoch mithilfe universeller Logikgatter implementiert werden.

Warum sind XOR und XNOR spezielle Gatter?

XOR- und XNOR-Gatter sind etwas Besonderes, weil sie exklusive Operationen durchführen Sie sind für die Fehlererkennung, -korrektur und binäre Arithmetik unerlässlich und daher grundlegend für die digitale Logik und Informatik.

Was ist XOR für 2 Eingänge?

Für 2 Eingänge, ein XOR (Exklusives ODER) Das Gate gibt genau dann 1 aus, wenn einer der Eingänge 1 und der andere 0 ist. Wenn beide Eingänge gleich sind, ist der Ausgang 0.

Was ist das Symbol von XOR?

Das Symbol für Exklusiv-ODER (XOR) ist ⊕.

Kann XOR 4 Eingänge haben?

Ja, ein XOR-Gatter kann mehr als zwei Eingänge haben. Im Falle eines 4-Eingangs-XOR-Gatter, Die Ausgabe ist 1, wenn eine ungerade Anzahl der Eingaben 1 ist. Wenn die Anzahl der Einsen in den Eingaben gerade ist, ist die Ausgabe 0.

Unterschied zwischen Eis und Schnee

Können XOR-Gatter zur Addition und Subtraktion verwendet werden?

Ja, XOR-Gatter können zur Durchführung binärer Additionen und Subtraktionen verwendet werden, wenn sie mit anderen Logikgattern und Übertragsschaltungen kombiniert werden. Sie sind wesentliche Bestandteile binärer Rechenoperationen.

Wie verhalten sich XOR-Gatter im Hinblick auf binäre Logik und Wahrheitstabellen?

XOR-Gatter weisen ein ähnliches Verhalten wie die binäre Addition Modulo 2 (bitweises Exklusiv-ODER) auf und werden zum Vergleichen und Bearbeiten von Binärdaten verwendet.