Applications Pratiques des Portes Logiques

Additionneur Binaire

Les portes logiques peuvent être combinées pour créer des additionneurs binaires. Un additionneur complet utilise des portes XOR, AND et OR pour additionner deux bits et générer une somme et une retenue. Les retenues sont ensuite chaînées pour additionner des nombres binaires de plusieurs bits. Fonctionnement: L'addition de deux bits A et B peut être réalisée à l'aide d'une porte XOR pour calculer la somme (A XOR B) et d'une porte AND pour calculer la retenue (A AND B).

Décodeur

Un décodeur est un circuit logique qui convertit un code binaire en une sortie unique activée. Par exemple, un décodeur 2-à-4 prend deux entrées et active l'une des quatre sorties en fonction de la combinaison des entrées. Les décodeurs sont utilisés dans la sélection de la mémoire, le décodage d'instructions et bien d'autres applications. Exemple: Un décodeur 2-à-4 peut être construit en utilisant des portes AND et des portes NOT. Chaque sortie correspond à une combinaison unique des entrées et est activée uniquement lorsque cette combinaison est présente.

Multiplexeur

Un multiplexeur (MUX) est un circuit logique qui sélectionne une des plusieurs entrées et la dirige vers une seule sortie. Le choix de l'entrée est déterminé par un ensemble d'entrées de sélection. Les multiplexeurs sont utilisés dans la transmission de données, la commutation et la réalisation de fonctions logiques. Fonctionnement: Un multiplexeur 4-à-1 a quatre entrées de données, deux entrées de sélection et une sortie. En fonction de la valeur des entrées de sélection, l'une des quatre entrées de données est transmise à la sortie.

Verrouillage (Latch) et Bascule (Flip-Flop)

Les portes logiques peuvent être utilisées pour créer des circuits de mémoire de base, tels que les verrouillages (latches) et les bascules (flip-flops). Un verrouillage est un circuit bistable qui peut stocker un bit d'information. Une bascule est une version plus sophistiquée d'un verrouillage, synchronisée par un signal d'horloge, ce qui la rend plus stable et prévisible. Ces circuits sont essentiels pour la construction de mémoires et de registres dans les systèmes numériques. Exemple: Une bascule SR peut être construite en utilisant des portes NAND croisées. La sortie de la bascule reste dans son état précédent jusqu'à ce qu'un signal d'entrée modifie son état.

Circuits de Comparaison

Les portes logiques sont également utilisées dans les circuits de comparaison, qui déterminent si deux nombres binaires sont égaux, supérieurs ou inférieurs l'un à l'autre. Ces circuits sont essentiels dans les unités arithmétiques et logiques (UAL) des processeurs et dans de nombreuses applications de contrôle. Fonctionnement: Un comparateur peut être construit en utilisant des portes XOR pour comparer chaque bit des deux nombres, puis en combinant les résultats avec des portes AND et OR pour déterminer la relation globale.

Ce qu'il faut retenir

• Les portes logiques sont les composants de base pour la construction de circuits numériques plus complexes.
• Elles permettent de réaliser des fonctions essentielles telles que l'addition, le décodage, la multiplexion et le stockage d'informations.
• Des exemples concrets incluent les additionneurs binaires, les décodeurs, les multiplexeurs, les verrouillages et les circuits de comparaison.
• La compréhension de ces applications est cruciale pour la conception de systèmes numériques efficaces et performants.