tariel.ge › Полезное: бесплатные книги › Логические элементы: от электроники до…Бесплатно · автор Тариел Бежанидзе
← Учебник по логическим элементам ЛИСТ 09БЛОК 2 — ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ В ЭЛЕКТРОНИКЕРЕВ. 1
Глава 09 · Логические элементы в электронике

Исключающее ИЛИ (XOR) и его применение

Элемент, не сводящийся так же интуитивно к простой комбинации предыдущих, зато с одним из самых широких практических применений во всей цифровой технике — от сложения чисел до простейшего шифрования.

Таблица истинности XOR

ABA XOR B
000
011
101
110

Истина только тогда, когда входы различаются между собой — в отличие от обычного ИЛИ, где два истинных входа тоже дают истину, здесь два одинаковых значения (что 0-0, что 1-1) дают ложь.

Схемное обозначение и практическая микросхема

Форма щита, как у обычного ИЛИ (глава 06), но с дополнительной изогнутой линией у входа — практическая микросхема 7486, учетверённый 2-входовой XOR, той же структуры корпуса, что и предыдущие элементы этого блока.

Применение 1: сложение двоичных чисел

XOR даёт именно бит суммы при двоичном сложении без учёта переноса — прямая связь со следующей главой, где полусумматор строится именно из XOR (для суммы) и И (для бита переноса) вместе.

Применение 2: проверка чётности

Последовательное применение XOR к нескольким битам сразу определяет, чётное или нечётное число единиц среди них, — базовый принцип простейшего обнаружения ошибок передачи данных (контрольный бит чётности).

Применение 3: переключение (toggle)

XOR с одним входом, используемым как управляющий "переключатель", инвертирует сигнал на другом входе по требованию — похожая логика реализована в обычном двухклавишном проходном выключателе света, управляющем одной лампой с двух разных мест.

Применение 4: сравнение значений

XOR выдаёт 0, если оба сравниваемых бита равны, и 1, если различаются, — прямая основа построения простых схем сравнения (компараторов) в цифровой технике.

Применение 5: простейшее шифрование — с честной оговоркой

Забавная связь, но не настоящая криптография

XOR лежит в основе простейших схем шифрования (XOR cipher) — данные "перемешиваются" с ключом через XOR, и то же самое действие с тем же ключом возвращает исходные данные обратно. Забавный факт, но честно: сам по себе XOR-шифр не считается криптографически надёжным для серьёзной защиты данных — это скорее иллюстрация принципа, чем реальный инструмент безопасности.

XNOR — противоположность XOR

XNOR (XOR с добавленным отрицанием) истинен именно тогда, когда входы равны между собой — прямая противоположность XOR, работающая в некоторых компараторных схемах как более удобная альтернатива.

Практическая демонстрационная схема

Как и в предыдущих главах — собери элемент XOR из 7486 с двумя переключателями на входах и светодиодом с резистором на выходе. Проверь: светодиод загорается именно тогда, когда переключатели находятся в разных положениях, и гаснет, когда они совпадают.

Что дальше

Финальная глава этого блока — как собрать абсолютно любую логическую схему, используя исключительно элементы NAND, обещанное ещё в главе 08.

Глава09 — Исключающее ИЛИ (XOR)
Блок2 — Логические элементы в электронике
Далее10 — Как собрать любую схему из NAND
СтатусГотово · рев. 1
Предыдущая глава ← 08 · NAND и NOR Следующая глава 10 · Как собрать любую схему из NAND →

Книга бесплатна для чтения. Автор — Тариел Бежанидзе, компьютерный мастер в Батуми · tariel.ge · все бесплатные книги. Копировать текст целиком на другие сайты — только со ссылкой на источник.