Universalidade do portal

As portas NAND e NOR possuem uma propriedade especial:são universais. Ou seja, dados portas suficientes, qualquer tipo de porta é capaz de imitar a operação de qualquer outro tipo de porta.

Por exemplo, é possível construir um circuito exibindo a função OR usando três portas NAND interconectadas. A capacidade de um único tipo de porta ser capaz de imitar qualquer outro tipo de porta é desfrutada apenas pelo NAND e pelo NOR. Na verdade, os sistemas de controle digital foram projetados em torno de nada além de portas NAND ou NOR, todas as funções lógicas necessárias sendo derivadas de coleções de NANDs ou NORs interconectados.

Como prova desta propriedade, esta seção será dividida em subseções mostrando como todos os tipos básicos de portas podem ser formados usando apenas NANDs ou apenas NORs.

Construindo a função NOT

Como você pode ver, existem duas maneiras de usar uma porta NAND como inversor e duas maneiras de usar uma porta NOR como inversor. Qualquer um dos métodos funciona, embora a conexão de entradas TTL aumente a quantidade de carga atual para a porta de acionamento. Para portas CMOS, os terminais de entrada comuns diminuem a velocidade de chaveamento da porta devido ao aumento da capacitância de entrada.



Os inversores são a ferramenta fundamental para transformar um tipo de função lógica em outro e, portanto, haverá muitos inversores mostrados nas ilustrações a seguir. Nesses diagramas, mostrarei apenas um método de inversão, e será onde a entrada da porta NAND não usada é conectada a + V (Vcc ou Vdd, dependendo se o circuito é TTL ou CMOS) e onde a entrada não usada para a porta NOR está conectada ao aterramento.

Tenha em mente que o outro método de inversão (conectando as entradas NAND ou NOR juntas) funciona tão bem do ponto de vista lógico (1's e 0's), mas é indesejável do ponto de vista prático de aumento da carga de corrente para TTL e aumento da capacitância de entrada para CMOS.

Construindo a função “buffer”

Sendo que é bastante fácil empregar portas NAND e NOR para executar a função do inversor (NOT), é lógico que dois desses estágios de portas resultarão em uma função de buffer, onde a saída está no mesmo estado lógico da entrada.

Construindo a função AND

Para fazer a função AND das portas NAND, tudo o que é necessário é um estágio inversor (NÃO) na saída de uma porta NAND. Esta inversão extra "cancela" o primeiro N em NAND , saindo da função AND. É preciso um pouco mais de trabalho para eliminar a mesma funcionalidade das portas NOR, mas isso pode ser feito invertendo (“NÃO”) todas as entradas para uma porta NOR.

Construindo a função NAND

Seria inútil mostrar a você como “construir” a função NAND usando uma porta NAND, uma vez que não há nada a fazer. Para fazer uma porta NOR executar a função NAND, devemos inverter todas as entradas para a porta NOR, bem como a saída da porta NOR. Para uma porta de duas entradas, isso requer mais três portas NOR conectadas como inversores.

Construindo a função OR

Inverter a saída de uma porta NOR (com outra porta NOR conectada como um inversor) resulta na função OR. A porta NAND, por outro lado, requer a inversão de todas as entradas para imitar a função OR, assim como precisamos inverter todas as entradas de uma porta NOR para obter a função AND.

Lembre-se de que a inversão de todas as entradas para uma porta resulta na mudança da função essencial dessa porta de E para OU (ou vice-versa), mais uma saída invertida. Assim, com todas as entradas invertidas, um NAND se comporta como um OR, um NOR se comporta como um AND, um AND se comporta como um NOR e um OR se comporta como um NAND. Na álgebra booleana, essa transformação é conhecida como Teorema de DeMorgan , abordado com mais detalhes em um capítulo posterior deste livro.

Construindo a função NOR

Muito parecido com o procedimento para fazer uma porta NOR se comportar como um NAND, devemos inverter todas as entradas e a saída para fazer uma porta NAND funcionar como um NOR.







REVER:

• As portas NAND e NOR são universais:ou seja, eles têm a capacidade de imitar qualquer tipo de porta, se interconectadas em números suficientes.

PLANILHAS RELACIONADAS:

• 
  Planilha de portas lógicas TTL
  
• 
  Planilha de Álgebra Booleana