البوابات المنطقية Logic Gates

[نغم86]

البوابات المنطقية logic Gates


مقدمة :لا يخلو أي جهاز إلكتروني في وقتنا الحاضر من دوائر رقمية فأصبح من الضروري معرفة النظريات الأساسية للإلكترونيات الرقمية .

تنقسم الدوائر الإلكترونية إلى قسمين : الدوائر الرقمية و الدوائر التماثلية .
الدوائر الرقمية لا بد من وجود IC فيها .
الدوائر التماثلية لا يوجد فيها IC .

البوابات المنطقية :Logic Gates: circuits that take one or more input signals and send out a single output signal
حسب التعريف فهي دوائر كهربية تستقبل مدخل واحد أو أكثر، وتخرج مخرج واحد فقط.
وهي تتعامل مع درجتين من الفولت ( كخرج و دخل ) , أحدها (High) و الأخر (Low) , أو (1) والأخر (0) .
تتواجد هذه البوابات داخل دوائر متكاملة ( IC ) تحتوى الواحدة منها على العديد من البوابات.
وهذه البوابات يكون لها دخل واحد أو أكثر بينما يكون لها خرج واحد.
. وأهم سبع بوّابات في عالم الكهرباء:
NOT, AND, NAND, OR, NOR, EX-OR and EX-NOR

وهنا شرح مبدأ عمل كل بوابة:_

1. بوابة "لا" المنطقية (NOT)

ال inverter وفي بعض الاحيان نطلق عليه بوابة NOT . وهذه البوابة تحتوي على مدخل واحد فقط
ويكون المخرج دائما عكس المدخل . مثلا عندما يكون المدخل 1 "true" يكون المخرج 0 " false" وهكذا.

http://www.freeinfosociety.com/images/electronics/logicgates2.gif


2.البوابة المنطقية " و" (AND):

هذه البوابة تعنى وجود شرطين لا بد من تحقيقهما معًا.. حيث انه اذا كان لدينا 0 فانه يسمى" false" والرقم 1 يعطي "true" ويكون المخرج "true" اي 1 عندما يكون كلا المدخلين 1 وغير ذلك فانه صفر.

http://www.freeinfosociety.com/images/electronics/logicgates3.gif



3.البوابة المنطقية "او" (OR)

وهذه البوابة تعنى وجود شرطين يكفى تحقق شرط منهما. مثلا اذا كان المخرج 1 "true" فانه يكون اما احد المداخل او كلاهما 1 اي "true". اما اذا كان كلا المدخلين 0 "false" فانه في هذه الحالة يكون المخرج هو 0 "false" .

http://www.freeinfosociety.com/images/electronics/logicgates5.gif


4. البوابة المنطقية " و,لا" (NAND)

هي تجميع للبوابتين المنطقيتين "و" و" لا" (AND & NOT ). اي انها بوابة AND متبوعة ببوابة NOT .
اذا كان المخرج 0 "false" فانه في هذه الحالة يجب ان يكون كلا المدخلين 1 "true" والا فان المخرج سيكون 1 "true" .

http://www.freeinfosociety.com/images/electronics/logicgates6.gif



5. البوابة المنطقية " او,لا" المنطقية(NOR)

هي تجميع للبوابة المنطقية "او" و"لا" (NOT ,OR ) أى أننا ندخل الداخل علي البوابة المنطقية "او" (OR gate) ثم ندخل الخارج منها علي "لا" (NOT gate). المخرج يكون 1 "true" اذا كان كلا المدخلين 0 false" والا فانه غير ذلك يكون المخرج 0 "false".

http://www.freeinfosociety.com/images/electronics/logicgates7.gif


6. البوابة المنطقية XOR (exclusive-OR)

وتعمل هذه البوابة على مبدأ "either/or." فالمخرج يكون 1 "true" اذا كان فقط احد المداخل 1 "true" وليس كلا المدخلين. ويكون المخرج 0 "false" اذا كان كلا المدخلين 0 "false" او كلاهما 1 "true" .

http://www.freeinfosociety.com/images/electronics/logicgates8.gif

7. البوابة المنطقية XNOR (exclusive-NOR)

وهي عبارة عن تجميع لبوابة XOR متبوعة ببوابة AND اي inverter . وفي هذه الحالة يكون المخرج 1 "true" اذا كان المدخلين متشابهين . ويكون المخرج 0 "false" اذا كانت المداخل مختلفة .

http://www.freeinfosociety.com/images/electronics/logicgates9.gif


http://www.uq.edu.au/_School_Science_Lessons/39.4.01.GIF

http://www.temp.eleinmec.com/I6F2.gif

http://www.temp.eleinmec.com/I6F3.gif

http://users.senet.com.au/~dwsmith/Beginners/gates.gif


http://www.cogs.susx.ac.uk/users/adrianth/ecal95/img4.gif

وهنا ملخص للبوابات السبعة مع جدول التحقق لكل بوابة يظهر فيه مبدأ عمل البوابات....
http://educ.queensu.ca/~compsci/units/BoolLogic/summary.gif

كما انه يوجد بوابة اخرى تدعى Buffer والبعض يحسبها ضمن البوابات المنطقية ليكون عددها ثمانية بوابات .

http://www.freeinfosociety.com/images/electronics/logicgates1.gif

تحياتي للجميع

[Qasaimeh]

شكرا يا اخت نغم

[نغم86]

العفو اخي عبد الله

ويسعدني مرورك

تحياتي لك

[Qasaimeh]

على الرحب والسعة

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

اشكرك يا نغم على هذا الشرح الواضح المدعم بالصور للبوابات المنطقية.. وبالرغم من انني احب الالكترونيات والدوائر الالكترونية ولكن عندما يصل الامر إلى البوابات المنطقية اجد نفسي بعدت عن الفيزياء فلا افهم ما بداخل محتويات البوابة or وبوابة and اي الدائرة نفسها كيف تعمل ومما تتكون ..

ولدي سؤال عن البوابة Buffer اذا كانت الاشارة الداخلة هي نفسها الخارجة فما عملها في الدائرة وخصوصاً ان هذا الاسم يستخدم في ذاكرة الكمبيوتر.

تحياتي لك

[تمام دخان]

بالفعل موضوع جميل وأكثر من رائع

شكرا لك اختي نغم


ونتمنى المزيد دائما

[نغم86]

انا سعيدة جدا لان الموضوع اعجبك دكتوري العزيز

وبخصوص سؤالك عن بوابة Buffer فهي كما يطلق عليها دكتوري في الجامعة :البوابة الامينة .......بمعنى اننا اذا ادخلنا عليها صفر فانها ستعطي صفر. وكذلك اذا ادخلنا عليها 1 فانها تعطي1 مع بعض التكبير والتضخيم في الاشارة التي ادخلناها........بمعنى اذا ادخلنا جهد مقداره 3 فولت عن طريق بوابة Buffer فانها ستعطينا جهد مقداره 3.5 فولت مثلا ......اي انها ضخمت الجهد الذي ادخلناه....اي انها تعمل كما لو كانت Amplifier مضخم.

اشكرك اخي محب الفيزياء واتمنى ان تستفيد من الموضوع .

تحياتي للجميع

[جمال فاضل]

السلام عليكم شكرا على المجهود الكبير جدا المبذول فى هذا الموقع اتمنى لو استطيع المعاونه انا اعمل مدرس فيزياء فى مصر ولقد واجهتنى مشكاه فى المنهج الجديدفى باب الالكترونيات الجزء الخاص بقانون فعل الكتله حيث اننى اجده متعرض مع ماهو مذكور فى نفس الكتاب من حيث انه يرى ان الفجوات تتناسب عكسيا مع الالكترونات الحره فى حين ان فى الكتاب فى الصفحه التى تسبق هذا الدرس يرى ان الفجوات تتناسب طرديا مع الالكترونات الحره ارجو ان اجد تفسيرا لذلك ولكم منى جزيل الشكر مع

[جمال فاضل]

فى منهج الفيزياء بمصر يتم توضيح كيفية عمل الدوائر المنطقيه بتشبيهها بدوائر كهربيه متصله بمفاتيح وتمثل دائرة Not بدائرة تحتوى على مصباح متصل بمقاومه على التوالى وتتصل المجموعه مع مفتاح على التوازى ثم تتصل مع بطاريه على التوازى على اعتبار انه عند غلق المفتاح يمر التيار منالطاريه الى المفتاح ولا يمر فى المصباح فينطفئ المصباح مع ان المفتاح مغلق وانا ارى ان هذا التشبيه خاطئ لان التوصيل على التوازى لا يمنع مرور التيار فى المصباح عند غلق المفتاح وبالتاى لن ينطفئ المصباح هل انا محق فى كلامى هذا ام مخطئ؟ واذا كنت فكيف يتم التفسير؟

[canaria104]

الف الف الف شكر يااخت نغم على كل المعلومات الجميله دى على فكره انا مطلوب منى بحث عنها يوم الاحد القادم . جزاكى الله خيرا

[عزام أبوصبحة]

السلام عليكم
اخت نغم هل لديك دائرة عملية سهلة التركيب ومفيدة على هذه الدوائر

[hard_revenge]

السلام عليكم ورحمه الله وبركاته انا لى استفسار انا على ما اعتقد انه الدوائر الالكترونيه تنقسم الى قسمين تتابعيه وتكوينه والتكونيه مثل الدوائر التى تتحدثين عنها والتى لا تعمل فى وجود اشاره clock pluse بعكس الدوائر التتابعيه الت تحتاج الى وجود clock pluse اما بالنسبه لدوائر ال buffer فانا اعتقد انها لتقويه الاشاره وليس تكبيرها اى انها تمتص اشاره معينه وتعيد اصدارها بنفس القوه من جديد وشكرا سلاموز

[nael80]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
اسمحو لي ان اجيب عن بعض استفساراتكم وتوضيح البعض الاخر
واستمح الاخت نغم في البدايه
اولا انا سعيد جدا جدا لوجود الدكتور خالد معنا في هذا المنتدى وان دل على شيء فيدل على حسن متابعته لاخوانه وابنائه وحرصه الشديد على الرقي بكل مجالات العلوم ليس الفيزياء فقط
كنت ارغب كثيرا حضرة الدكتور في الحديث اليك لكن للاسف لم تتح لي فرصه من قبل
صحيح كنت متابع جيد للموقع لكني اشتركت به بشكل فعلي من جديد فقط
فاهلا بيك حضرة الدكتور
اسمح لي دكتور ان اجيب عن استفسارك وبكل تواضع
ان ما قالته الاخت نغم عن ال buffer صحيح واود ان اضيف شيئا اخر
ان البفر هو عباره عن ترانزستور في تركيبته الاساسيه
عمله يكمن في تكبير الاشارات
لكن بعض انواع البفر التي سالت عنها والتي لاتقوم بتكبير الاشاره فهي تعمل على تنقية الاشاره
بمعنى ان الاشاره اذا كانت تحتوي على تشويش مثلا فهي تقوم بتنقيتها
وفي هذه الحاله تسمى هذا النوع من البفرات عادة ب ( شمت ترجر بفر )
وتكون عن طريق تزويد مخرج الشاره في الترانزستر ب مواسعات وقطع الكترونيه اخرى تعمل على عدم تمرير التشويش في الاشاره وتنقيتها ( تجاوزا تسمى تنقيه )
واما بالنسبة للبوابات المنطقيه فهي بالاساس مكونه من ترانزسترات موصوله مع بعض في حالة ال AND موصوله على التوالي
اما في حالة ال or فهي موصوله على التوازي
وال NOT يكون المخرج ماخوذ من الباعث ( Emitter)
وال buffer يكون المخرج ماخوذ من الجمع ( Collector )

والله اعلم

والى الاخ جمال فاضل

ان ما ذكره الكتاب ليس فيه اي تناقض
ولكن قد يكون اسلوب العرض او الكلمات المنتقاه في الكتاب غير موفقه
ان المقصود ب " ان الفجوات تتناسب عكسيا مع الالكترونات الحره "
انه بزيادة الالكترونات في شريحه شبه موصله تحتوي على فجوات فان عدد الفجوات في تلك الشريحه سوف يقل
والعكس ايضا اذا زدنا عدد الفجوات في شريحه تحتوي الكترونات فان الالكترونات سوف تقل بسب تعدلها مع بعض
والتفسير الاخر والذي ورد في الصفحه التي بعدها فقد يعني بها انه كلما انتزعنا الكترونات من نفس الشريحه شبه الموصله فانه بالتالي سوف تزداد عدد الافجوات فيها
والعكس صحيح ارجو ان يكون جوابي مقنعا
والله اعلم
والاستفسار الاخر الذي سالت عنه بخصوص تشبيه الدائره بالبوابه المنطقيه NOT
فهي شبه صحيحه وانت محق في اعتراضك عليها
لانه في هذه الحاله سوف يمر تيار في المصباح لكنه سوف يكون قليل جدا جدا بحيث لا يستطيع انارة المصباح
ولكن لا تنسى يا صديقي ان كلمة صفر او ان المخرج في الدوائر المنطقيه يكون صفر لا يعني انه لا يوجد فولتيه او تيار على المخرج
فالخرج صفر قد يكون هناك فولتيه لكنها قليله
فانت بامكانك ايصال معلومتين بهذا المثال
الاولى انه يوجد تيار مار في المصباح رغم انه غير مضاء
والثانيه توضيح ان كلمة صفر لا تعني بالضروره ان التيار صفر او الجهد صفر
والله الموفق

الى السيد عزام ابو صبحه
ما عمل الدائره التي تريدها بالتحديد ؟

الى هارد ريفجن
ان التكبير هو نفسه تقوية الاشاره في عالم الالكترونيات
فتكبير اشاره يعني زيادة الارتفاع لها وفي حالة (البفر ) فانها تقوم بتكبير الفولتيه الخارجه
وهناك دوائر تقوم بتكبير التيار واخرى تعمل على تكبير التيار والفولتيه
وفي النهايه فهي تعمل على زيادة قيمة التيار او الفولتيه
ولتوضيح امر اخر فان البفر لا يمتص الاشاره
وانما الذي يحص هو انه بتاثير قليل على قاعدة الترانزستر المكون للبفر يؤدي الى مرور تيار كبير يتناسب بمقدار الفولتيه على القاعده ( مجخل البفر ) واذا وصلت قيمة المخرج مقدار الفولتيه المزوده للبفر فانها لن تتجاوزه
ارجو ان اكون قد وفقت
اطلت عليكم ارجو السماح
اذا كان هناك اي استفسار على كلامي انا مستعد للاجابه
مع جزيل الشكر مره اخرى للدكتور والاخت نغم وباقي الاصدقاء
سلاااااااااااااام

[انديرا الحنفي]

اذيك غاليتي نغم اشكرك الف شكرا علي التفصيل والشرح.

[محمدسند]

[جزاك الله خيرا على هذه المعلومات القيمه]

[سعيد86]

شكرا ياخي العزيز
ولكن ارجو اذا عندك مشاريع الكترونية حلوة فيدنا
عندنا دكتور طفشنا يبغى مشروع يفيد البشرية
ومني داري من فين اجيب لة
انا بعد يومين بخش
اتمنى مشاريع

[سعيد86]

شكرا ويعطيك العافية عالمجهود الحلو
ولكن اتمنى ان اجد مشاريع الكترونية مع الرسم
بلييييييززززززززززز افيدوني

[athamneh]

شكرا لكي على المعلومات الرائعه.
مع تحياتي (رحال)

[mahmoud]

مشكووووووووووووووووووووورة على الموضوع الرائع والمهم والشرح المبسط

[ماكس]

الله يعطيكي العافية
وبصراحة الموضوع أتى بوقته لأني ابحث عن دروس بهذا المجال وشكراً لكي

[alkomkom]

بسم الله الرحمن الرحيم
شكرا أختي الكريمه علي هذا الشرح الوافي وجزاك الله خيرا
ودمتم...

[gogo_gogo54]

الموضوع رااااااااااااااااائع جدا لاني بعشق الدوائر المنطقية وانا بدرسها بس نفسي اتعمق اكتر فيها لانها شيقة وممتعة جدا وشكري nael 80 على التوضيح الرائع

[ALBEDIWY]

تقسيم رائع للبوابات
مشكوره اختى الفاضله
جزاكم الله خيرا
نعم يوجد اخطاء بكتاب الوزاره بمصر

[د.محمد فتحى]

شكرا اخت نغم فعلا كنت احتاج لهذا الموضوع

[ahmadooov]

مشكوررررررررررررررررررررررررررررر

[المهندسه86]

بالفعل موضوع جميل وأكثر من رائع

[rabah seti]

مشكورة دائما اختي نغم لكن السؤال المطروح هل ستبقى هذه البوابات المنطقية فعالة؟ اضن انها سوف تتلاشى مع مرور الزمن و ذللك لظهور le microcontroleur بحيث نستطيع برمجته كما نريد و اعادة برمجته اكثر من 1000 مرة

[أحمد شريف غانم]

لا أعتقد أخي بأنها قابله للتلف من الداخل

بمعنى لآخر انها لا تتلف الا من العوامل الخارجيه

ولا تتلف من كثره الاستخدام

والله اعلم

[rabah seti]

لم تفهم قصدي يااخي اقصد انهم سوف يستغنو عنها اي وجدو البديل اي الميكرو كونترولور هو يحتوي في حد ذاته على معلجmicroprocesseur قابل للبرمجة المحو الف مرة و فيه ايضا ذاكرة حية ram لقراءة التعليمات المبرمجة مثلا نستطيع برمجته كساعة و محرار في نفس الوقت .......................

[أحمد شريف غانم]

اها شكرا للتوضيح أخي رباح

وصلت الفكره

[ahmadooov]

بارك الله فيك اخى الكريــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــم

[eng_akram]

جزاك الله كل خير على هذا الموضوع الجامد

[zweil]

بارك الله في علمك وزادك من فضله

[المياسه]

اعجبني كل تفاصيل الموضوع من مداخلات ومشاركات

حسيت ان في ناس تهتم بهذا النوع من العلوم

لان عن نفسي احيانا اشوفها صعبه جدا واحيانا اشوفها سهله جدا

تحياتي

والله وحده الموفق

[izahw]

شكرا لكى يا نغم على هذا الموضوع الشيق وددت اننى لو تعرفت على كل الاعضاء اريد المشاركة ولكن لا اعرف كيف انا احمد زهو الفرقة الثانية كلية العلوم قسم الفيزياء الخاصة جامعة المنوفية مصر
لدى العديد من المواضيع التى اريد مشاركة اخوانى بها ولكن كيف
يمنع وضع البريد الالكتروني داخل المشاركات

[mud291]

جزاك الله خيرا على هذه المعلومات القيمه

[م- محمد]

شكرا جزيلا على هذة المعلومات القيمة

[البـوقس]

موضوع مرتب مثل صاحبه

ألف شكر لك أختي نغم ولكن لدي طلب لو سمحتي

أريد رسم الدوائر الكهربائية للبوابات المنطقية أرجوك في أقرب وقت لأني أريدها عاجلاً ...

تحياتي لك ...

[عيون جريئة]

مرحبا انا عم اخد هاي المادة هاد الفصل وقرب امتحان الفيرست المادة ممتعة جدا بس ازا ممكن تقدميلنا اسألة خارجية او اسئلة سنوات لهذه المادة وشكرا لجهودك

[أحمد شريف غانم]

اختي الكريمه

الاخت نغم لا تدخل المنتدى بشكل مستمر

لكن ان شاء الله ان تكمنت الحصول على اسئله سنوات سابقه ساضعها

وان وجدت اسئله متنوعه عنها ليست من الجامعه سارفقها بموضوع مستقل

[فريدة]

السلام عليكم،
هذه بعض الملفات التي تحتوي ع أسئلة و تمارين
ارجو ان تساعدك في الفهم
و ان شاء الله رح اجط موضيع للاحتبارات فيها

تحياتي
_________
الأخت فريدة

[عيون جريئة]

شكرا للجهودك اخت فريدة بتمنالك التوفيق

[عيون جريئة]

اختي الكريمه

الاخت نغم لا تدخل المنتدى بشكل مستمر

لكن ان شاء الله ان تكمنت الحصول على اسئله سنوات سابقه ساضعها

وان وجدت اسئله متنوعه عنها ليست من الجامعه سارفقها بموضوع مستقل



شكرا لاهتمامك اخ احمد غانم

تحياتي

[فريدة]

لا شكر على واجب أختي
و اليك المزيد من مواضيع الإختبارات المرفوقة بحلولها
و أتمنى لك كل التوفيق في الإختبار

تحياتي
___________
الأخت فريدة

[الأزهر]

موضوع جميل جدا وبصراحة اشعر بجمال الفيزياء وانا ادرسها
وافقه طبيعة عملها وفوائدها والتى بدونها تصبح الاجهزة لا شيئ

[فيزيائية مصرية]

مشكوووووور والله يعطيك الف عافيه

[mohamed zook]

بالتوفيق الدائم وجزاء العطاء وخاصة فى العلم

[dlaaaa]

الله يعطيك العافيه رائع شامل لجميع البوبات المنطقيه

[فيزيائية مصرية]

مشكووووووووورة
نغم على الموضوع

[abdel_qader]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته...... أحب أضيف وظيفة لل Buffer وهي عمل delay أو تأخير لإشارة الدخل "أي التحكم في زمن خرج الإشارة تقريبا"
وشكرااا

[مهندسة إتصالات]

موضـــع مهم جداً

وإذا سمحتي لي أضف ع كلامك أيضاً وجود ما يسمى ب


The family of IC:

DL,RTL,DTL,TTL,MOS,CMOS,BiCMOS

ولكل منها عملها وشكلها واهميتها في الدوائر المتكامله.

دمتِ:(215):

[msc-physics]

مشكورة والله يعطيك الف عافيه