Not,And,Nand,Nor,Or.non sono imprecazioni in chissà quale idioma ma i nomi delle porte digitali,ovvero di quel tipo di semiconduttori che lavorando i segnali digitali hanno permesso la creazione di tutte quelle apparecchiature tipo computer,frequenzimetri,orologi e tester digitali,calcolatrici sempre più piccole e altro ancora di cui oggigiorno non sapremo più fare a meno. Per fare un poco di chiarezza le porte digitali lavorano appunto solo con i segnali digitali la cui caratteristica è nel passaggio della tensione dal valore di 0 volt a quello massimo istantaneamente come per esempio nelle onde quadre, mentre nei segnali analogici la tensione varia in maniera graduale ovvero dal valore di 0 volt sale gradualmente sino al suo valore massimo per poi discenderne sempre gradualmente sino nuovamente al valore di 0 volt, esempi pratici vedasi nelle onde di forma sinusoidale,a dente di sega o triangolari.Nei segnali digitali i due valori estremi di 0 e massimo voltaggio sono definiti livelli logici e quindi avremo il livello logico basso "0" (tensione a 0 volt) o "L"(dall'inglese Low ) e il livello logico alto "1" (massima tensione positiva) o "H" (dall'inglese Hight).Pertanto un qualsiasi terminale di un certo integrato se si trova a valore logico 1 corrisponde ai volt di alimentazione ovvero è cortocircuitato sulla tensione di alimentazione mentre se si trova a valore logico 0 corrisponde al negativo dell'alimentazione ovvero circuitato a massa.Le porte logiche non sono altro che una specie di commutatori in grado appunto di fornire alla loro uscita un livello logico 0 o 1 a seconda del livello logico che andiamo a fornire al loro o ai loro ingressi. Praticamente le porte di tipo NOT o Inverter sono le uniche che hanno un solo piedino di ingresso ,mentre le altre ne possono avere due o più, e funzionano invertendo appunto il segnale digitale applicato al loro ingresso :quindi se sull'ingresso abbiamo livello logico 0 sull'uscita avremo livello logico 1 e viceversa.Il tipo AND invece avrà sull'uscita un livello logico 1 solo se su entrambe le entrate verrà applicato un livello logico 1,qualsiasi altra combinazione darà vita ad una uscita con livello logico 0 .Per il tipo NAND avremo sull'uscita un livello logico 0 solo se su entrambe le entrate applicheremo un livello logico 1,qualsiasi altra combinazione darà vita ad un'uscita con livello logico 1. Le porte OR avranno un'uscita a livello logico 0 solo se su entrambe le entrate applicheremo un livello logico 0,qualsiasi altra combinazione fornirà sull'uscita un livello logico 1.Per le porte NOR invece se su entrambe le entrate applicheremo un livello logico 0 avremo sull'uscita un livello logico 1 mentre qualsiasi altra combinazione darà un'uscita a livello logico 0. Le OR Esclusivo avranno l'uscita a livello logico 0 se su entrambi gli ingressi applicheremo il livello logioc 0 oppure 1,qualsiasi altra combinazione mista di livelli logici sugli ingressi (esempio 1 e 0 oppure 0 e 1) darà vita a un'uscita a livello logico 1.Infine il tipo di porta NOR Esclusivo funziona al contrario della OR Esclusivo ,ovvero se su entrambi i piedini di ingresso applichiamo livelli logici 0 o 1 avremo l'uscita a livello logico 1 mentre qualsiasi altra combinazione mista sugli ingressi(1 e 0 oppure 0 e 1) avrà come risultante un'uscita a livello logico 0.Un'ulteriore precisazione riguarda se sulle porte logiche si trovano riportati vicino alla loro uscita i simboli di una doppia esse "SS" o di un'asterisco "*":nel caso della doppia esse vuol dire che la porta ha i piedini d'ingresso triggerati,ovvero cambierà il suo valore logico di uscita solo quando i livelli logici applicati sulle entrate raggiungeranno un dato valore di soglia; nel caso dell'asterisco invece significa che il piedino dell'uscita all'interno della porta non è collegato alla tensione positiva di alimentazione.
Semplice a dirsi direte voi.ma meno del previsto quando si tratta di entrare in fase di progettazione avendo a che fare con i vari tipi di porte digitali ,ecco perché ho ideato un programma per simulare il funzionamento delle varie porte logiche in maniera di sapere esattamente cosa succederà sul loro piedino di uscita a seconda degli input dati ai piedini d'ingresso.Il programma è semplicissimo,fa tutto con un "clic" e per farlo girare bisogna avere "Access" della suite di Microsoft Office 2010(anche con la versione 2007 funziona ugualmente) e come al solito ve lo invierò se richiesto alla mia e-mail: maurizio-diana@tiscali.it .In figura 1 vedete come si presenta il programma una volta lanciato,vi sono schematizzati i simboli grafici delle varie porte logiche con in prossimità delle loro rispettive uscite una casella dove apparirà il livello logico di uscita a seconda degli input logici dati sui piedini d'ingresso che a loro volta dalla figura sono collegati a due caselle dove andranno immessi i valori.Nelle due caselle denominate come "A" e "B" cliccandoci sopra apparirà(vedere figure 2 e 3) un piccolo elenco a discesa da dove potrete immettere i valori logici e automaticamente il calcolo si aggiornerà sulle uscite di tutte le porte.Seguendo l'esempio visivo della figura 1 e controllandone l'esattezza con la tavola della verità (in figura 4) si nota che immettendo nei due piedini di ingresso "A" e "B" rispettivamente i valori logici di "0" E "1" avremo in uscita sulla porta NOT il livello 1 corrispondente alla massima tensione,sulla AND il livello 0 con quindi cortocircuitazione a massa,sulla NAND il livello 1 ,sulla OR sempre il livello 1,sulla NOR il livello 0 ,sulla OR Esclusivo il livello 1 e infine sulla NOR Esclusivo il livello 0 .Naturalmente cambiando la sequenza d'ingresso sui piedini "A" e "B" varieranno di conseguenza le uscite e potrete così emulare nella vostra fase di progettazione le esigenze circuitali che più soddisferanno le vostre realizzazioni. Insomma,sperando ancora una volta di essermi reso utile, con un clic vi toglierete ogni dubbio anche in questo campo del nostro amato hobby.
