3.4.3 Digitaltechnik 2

 

3.4.3.1 AND-Gatter

Diese Technik wird mit Transistoren auf einem Chip nachgebildet. Nachfolgend ist logisch "UND" als Schaltzeichen zu sehen.

Wertetabelle: AND
E1 E2 A
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1

In einer Wertetabelle werden die Zustände des Ausgangs (A) mit denen der Eingänge (E1, E2) in Verbindung gebracht.
 

 

3.4.3.2.OR-Gatter

Nachfolgend ist logisch "ODER" als Schaltzeichen zu sehen.

Wertetabelle: OR
E1 E2 A
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
 


3.4.3.3 NOT-Gatter

Der Inverter (logisch "NICHT") kehrt den Eingangswert einfach um.

Wertetabelle: NOT
E A
0 1
1 0

Diese Schaltungen werden Gatter genannt. Aus diesen Gattern lassen sich Speicherzellen (FlipFlops), Addierer und alle anderen Logikschaltungen kombinieren aus denen die CPU und die anderen Chips bestehen.

Durch geeignete Kombination von Gattern lässt sich ein Halbaddierer erstellen der 2 Bit addieren kann und dabei einen evtl. Übertrag erzeugt.
 
Wertetabelle: Halbaddierer
E1 E2 A Ü
0 0 0 0
0 1 1 0
1 0 1 0
1 1 0 1

Ein Halbaddierer kann noch keinen Übertrag entgegennehmen. Durch Kombination zweier Halbaddierer lässt sich aber ein Volladdierer erzeugen. Durch diesen kann dann bereits eine 2 Bit-Zahl berechnet werden. Schaltet man 4 Volladdierer zusammen entsteht ein Addierwerk für Byte-Zahlen. Durch invertieren und addieren einer Zahl kann eine Subtraktion erfolgen. Multiplikation und Division lassen sich durch eine Folge von Additionen und Subtraktionen berechnen. Damit ist der Grundstein für eine CPU gelegt.

 

3.4.3.4 Die wichtigsten Gatter (DIN)

      AND

       NAND

       OR

       NOR

       NOT (Inverter)
       EXOR (ExclusivODER, Antivalenz)
       EXNOR (ExclusicNOR, Äquivalenz)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
US-Norm: