Bu içeriğimizde, özel veya kapısını anlatıyoruz. Önceki yazılarımızda dijital elektronikte sıklıkla kullanılan 3 temel lojik kapıyı öğrendik. Bu kapılar sırasıyla “VE” Kapısı, “YA DA” Kapısı ve “DEĞİL” Kapılarıydı fakat bu kapılar öğrendiğimiz lojik kapıların tamamı değildi. Hemen sonrasında bu temel lojik kapıları kullanarak “VE DEĞİL” ve “YA DA DEĞİL” adlı iki farklı lojik kapıyı daha elde etmenin mümkün olduğunu öğrendik. Bu kapılar sayesinde genel anlamda istediğimiz lojik devrelerimizi kurabiliriz.
Ancak bazı zamanlarda farklı lojik durumlara ihtiyacımız olmaktadır. Bu durumda aslında tam olarak temel bir lojik kapı sayılmasalar da temel 3 lojik kapının birleşimiyle oluşabilmektedirler. Bu kapılar da sırasıyla:
• Özel YA DA DEĞİL (XNOR)
• Özel YA DA (XOR)
kapılarıdır. Bu kapıları da yeri geldiğinde kullanmaktayız. Bu tamamen kullanacak kişinin ihtiyacına göre şekillenmektedir. Bugünkü yazımızda da mantıksal “ÖZEL YA DA” kapısını öğreneceğiz. O zaman gelin yazımıza bu lojik kapımızın matematiksel ifadesini öğrenerek başlayalım.
Denklemimize baktığımızda ilk anda biraz karışık gelebilir; ancak ifadeyi parçaladığımızda XOR davranışının son derece sistematik olduğu görülür. XOR kapısı, girişler aynıyken 0, farklıyken 1 üretir. Bu nedenle çıkışın belirleyici noktası tek tek girişlerin değeri değil, girişlerin birbirine göre farklılık durumudur.
Boole ifade tarafında bu davranışın iki önemli yorumu vardır: birincisi “fark algılama”, ikincisi “tek sayıda 1 algılama” yorumudur. İki girişli klasik yapıda A ve B farklı ise çıkış 1 olur. Bu bakış açısı, özellikle doğruluk tablosunu yorumlarken ve devreyi farklı kapılarla kurarken büyük kolaylık sağlar.
Devre şemamızı detaylıca incelediğimizde aslında 3 farklı lojik kapının birleşimini görmekteyiz. Bunlar sırasıyla “YA DA”, “VE” ve “VE DEĞİL” kapılarıdır. Geçtiğimiz yazılarda bu kapıları da detaylıca incelediğimiz için bu lojik kapımızın matematiksel ifadesini daha rahat anlayabiliyoruz. Devremizin işleyişini kavradığımıza göre artık doğruluk tablomuzu inceleyebiliriz. İleride daha komplike lojik devreler kurduğumuzda, doğruluk tablolarına olan hakimiyetimiz tasarım sürecini hızlandıracaktır.
Doğruluk tablosu bize XOR kapısının temel karakterini açıkça gösterir: 00 ve 11 durumlarında çıkış 0, 01 ve 10 durumlarında çıkış 1 olur. Yani XOR, eşitlikten çok eşitsizlik bilgisini çıkışa taşır. Bu özellik nedeniyle XOR, sadece teorik bir kapı olmaktan çıkar ve pratikte doğrudan karar mekanizması gibi davranır.
Özel VEYA Kapısının Tipik Kullanım Alanları
XOR lojik kapıları bazı durumlarda Tam Toplayıcı, Yarı Toplayıcı ve benzeri birçok devrede karşımıza çıkabilmektedir. Özellikle aşağıdaki uygulamalarda yaygın olarak kullanılır:
- Toplayıcı devrelerde toplam bitini üretme (carry mantığından bağımsız olarak farklılık bilgisini çıkarma).
- Bit karşılaştırma devrelerinde iki bitin aynı mı farklı mı olduğunu hızlıca belirleme.
- Basit veri maskeleme ve kod çözme adımlarında bit düzeyinde tersleme kontrolü.
- Parite üretimi ve parite kontrolünde hata tespiti için farklılık bilgisini zincirleme değerlendirme.
Bu uygulamaların ortak noktası, XOR kapısının “farklı olanı yakalama” becerisidir. Bu nedenle XOR, sayısal sistemlerde çoğu zaman ara bir kapı değil, kritik bir işlev kapısı olarak değerlendirilir. Konuyu devre düzeyinde daha da genişletmek isterseniz Texas Instruments’ın dijital lojik entegre dökümanları pratik bir referans sunar: Standard Logic ailesi.
TTL Lojik XOR Kapısı Entegre Örnekleri
• 74LS86 Dörtlü 2 Girişli
74LS86, TTL ailesinde en sık karşılaşılan XOR entegrelerinden biridir. Tek pakette 4 adet bağımsız 2 girişli XOR kapısı barındırdığı için prototipleme çalışmalarında oldukça pratiktir. Özellikle 5V TTL uyumlu devrelerde, zamanlama ve lojik seviye eşleşmesini korumak adına sıkça tercih edilir.
CMOS Lojik XOR Kapısı Entegre Örnekleri
• CD4030 Dörtlü 2 Girişli
CD4030 ise CMOS ailesinde yaygın kullanılan bir XOR çözümüdür. CMOS teknolojisinin düşük güç tüketimi avantajı nedeniyle pil ile çalışan veya güç verimliliğinin önemli olduğu tasarımlarda öne çıkar. Geniş besleme aralığı gerektiren deneysel kurulumlarda da uygulayıcıya esneklik sağlar.
Artık günümüzde kullanılan entegrelere de biraz hâkim olduktan sonra en son olarak her zaman olduğu gibi bir entegremizin iç yapısına kısaca bakabiliriz. Bu sayede konuyu daha iyi pekiştirmiş olacağız.
Yukarıdaki görselden de anlaşıldığı üzere entegremiz 4 adet “ÖZEL YA DA” lojik kapısına sahiptir. Bu durum özgün devreler kurarken ciddi avantaj sağlar. Buradaki kritik nokta, her projede doğru kapıyı seçebilmektir. XOR kapısı; giriş farklılığına duyarlı yapısı, doğruluk tablosundaki net davranışı ve hem TTL hem CMOS dünyasında kolay bulunabilen entegre seçenekleriyle dijital tasarımın temel taşlarından biri olmaya devam etmektedir.
Yorum yapma özelliği, forum tarafından gelen istek sebebiyle kapatılmıştır. Lütfen tartışmalar ve sorularınız için topluluk forumumuza katılın.