Porte Logique
Une porte logique est un composant élémentaire d'un circuit numérique. Il existe sept portes logiques de base (AND, OR, XOR, NOT, NAND, NOR et XNOR).
La majorité des portes logiques disposent de deux entrées et d'une sortie. A tout moment, chaque borne (ou « broche ») affiche un des deux états binaires bas (0) ou haut (1), représentés par des niveaux de tension électrique distincts.
L'état logique d'une borne peut changer – et c'est généralement le cas – lorsque le circuit traite des données. L'état bas de la majorité des portes logiques correspond à environ zéro volt (0 V), et leur état haut à une tension positive de cinq volts (+5 V).
Il existe sept portes logiques de base : AND, OR, XOR, NOT, NAND, NOR et XNOR.
Porte AND
La porte AND (ET) se nomme ainsi, car si une valeur 0 correspond à « faux » et une valeur 1 à « vrai », la porte agit de la même manière que l'opérateur logique AND (ET). L'illustration et le tableau suivants présentent le symbole du circuit et les combinaisons logiques d'une porte AND. (Sur le symbole du circuit, les bornes d'entrée se trouvent à gauche et les bornes de sortie à droite.) La sortie a pour valeur « vrai » lorsque les deux entrées ont pour valeur « vrai ». Dans tous les autres cas, la sortie a pour valeur « faux ».
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Porte OR
La porte OR (OU) tire son nom du fait qu'elle se comporte comme l'opérateur logique inclusif OR (OU).
La sortie a pour valeur « vrai » lorsqu'une entrée ou lorsque les deux entrées ont pour valeur « vrai ». Si les deux entrées ont pour valeur « faux », la sortie a pour valeur « faux ».
| Entrée 1 |
Entrée 2 |
Sortie |
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Porte XOR
La porte XOR(eXclusive-OR ; OU exclusif) fonctionne de la même manière que l'opérateur logique « soit/ou ». La sortie a pour valeur « vrai » lorsqu'une des deux entrées, mais non les deux, a pour valeur « vrai ». La sortie a pour valeur « faux » si les deux entrées ont pour valeur « faux », ou si les deux entrées ont pour valeur « vrai ». Pour envisager ce circuit différemment, considérez que la sortie a pour valeur 1 si les entrées sont de valeurs différentes, et 0 si les entrées sont de même valeur.
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Entrée 2 |
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Inverseur ou porte NOT
Un inverseur logique, parfois appelé porte NOT (NON) pour le différencier des autres types d'inverseurs électroniques, n'a qu'une seule entrée. Il en inverse l'état logique.
| Entrée |
Sortie |
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Porte NAND
La porte NAND (ET + NON) fonctionne comme une porte AND suivie d'une porte NOT. Elle agit à la manière de l'opération logique ET suivie d'une négation. La sortie a pour valeur « faux » lorsque les deux entrées ont pour valeur « vrai ». Dans tous les autres cas, la sortie a pour valeur « vrai ».
| Entrée 1 |
Entrée 2 |
Sortie |
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Porte NOR
La porte NOR (NON + OU) fonctionne comme une porte OR suivie d'un inverseur. La sortie a pour valeur « vrai » lorsque les deux entrées ont pour valeur « faux ». Dans tous les autres cas, la sortie a pour valeur « faux ».
| Entrée 1 |
Entrée 2 |
Sortie |
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Porte XNOR
La porte XNOR (eXclusive NOR ; NOR exclusif) fonctionne comme une porte XOR suivie d'un inverseur. Sa sortie a pour valeur « vrai » si les entrées sont de mêmes valeurs, et pour valeur « faux » si les entrées sont différentes.
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Entrée 2 |
Sortie |
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Combinaisons de portes logiques
Combiner des portes logiques permet d'effectuer des opérations complexes. En théorie, le nombre de portes organisables en réseau sur un même composant est illimité.
Toutefois, en pratique, dans un espace physique donné, ce nombre est bel et bien limité. On trouve des réseaux de portes logiques sur les circuits intégrés numériques. A mesure des avancées technologiques en matière de circuits intégrés, le volume physique nécessaire à une porte diminue. A taille égale, voire inférieure, les composants numériques sont capables d'effectuer des opérations toujours plus complexes à des vitesses toujours plus élevées.
Vidéo
Voici un didacticiel d'introduction aux portes logiques :
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