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Logique

Les portes logiques

Sommaire de l'article

Une fonction logique est une relation entre une ou plusieurs variables d’entrées et une seule variable de sortie. On réalise des opérations logiques (booléennes) sur une séquence de bits. Le bit est l’unité la plus simple dans un système de numération, ne pouvant prendre que deux valeurs, désignées le plus souvent par les chiffres 0 et 1

George Boole (1815 – 1864)
Il est le créateur de la logique moderne, que l’on appelle algèbre de Boole en son honneur.

George Boole

Note

Principe :
S’exprime au moyen de deux chiffres, on ne considère que deux états :

  • la grandeur physique n’existe pas : 0
  • la grandeur physique existe : 1

De nombreux dispositifs électroniques, électromécanique, mécaniques, électriques, pneumatiques, fonctionnement en tout ou rien. Ceci sous-entend qu’ils peuvent prendre 2 états. En voici quelques exemples :

  • Arrêt marche,
  • Ouvert fermé,
  • Enclenché déclenché,
  • Avant arrière,
  • Vrai faux,
  • Conduction blocage.

Notion de variable binaire

La variable logique est une grandeur qui peut prendre 2 valeurs qui sont repérées habituellement 0 ou 1. On appelle cette grandeur un bit. Cette variable est dite binaire et se note par une lettre comme en algèbre. Exemple : a, b, x La variable binaire est aussi appelée variable booléenne.

Table de vérité

Une fonction X peut comporter n variables.
Pour chacune de ces combinaisons, la fonction peut prendre une valeur 0 ou 1.

Table de vérité avec une fonction ET

aba ET b
000
010
100
111

De la base 10 (décimal) à la base 2 (binaire)

Attention

C’est simple, il suffit de savoir que 1+1=10…

Et oui, en binaire il n’existe pas de chiffres comme 2,3,4… Il n’y a que 1 et 0.

Calcul simple :

0+0=00+0 = 0 0+1=10+1 = 1 1+1=101+1 = 10 10+1=1110+1 = 11 11+1=10011+1 = 100

et ainsi de suite.

Tableau de 1 à 15

DécimalBinaireDécimalBinaire
0000081000
1000191001
20010101010
30011111011
40100121100
50101131101
60110141110
70111151111

Exemples :

Les fonctions logiques de base

1/ La fonction OUI (us: buffer)

Schéma électrique OUI schéma
Table de vérité
a L
0 0
1 1
Symbole logique OUI symbole EU
Symbole logique OUI symbole US
Équation L = a

2/ La fonction NON (us: NOT)

Schéma électrique NON schéma
Table de vérité
a L
0 1
1 0
Symbole logique NON symbole EU
Symbole logique NON symbole US
Équation L = a Se prononce "a barre"

3/ La fonction OU (us: OR)

Schéma électrique OU schéma
Table de vérité
a b L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Symbole logique OU symbole EU
Symbole logique OU symbole US
Équation L = a + b Le " + " se prononce " OU "

4/ La fonction ET (us: AND)

Schéma électrique ET schéma
Table de vérité
a b L
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Symbole logique ET symbole EU
Symbole logique ET symbole US
Équation L = a · b Le " . " se prononce " ET "

5/ La fonction NON OU (us: NOR)

Schéma électrique NON OU schéma
Table de vérité
a b L
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
Symbole logique NON OU symbole EU
Symbole logique NON OU symbole US
Équation L = a · b = a + b
Se prononce "a barre ET b barre = a OU b, le tout barre"

6/ La fonction NON ET (us: NAND)

Schéma électrique NON ET schéma
Table de vérité
a b L
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Symbole logique NON ET symbole EU
Symbole logique NON ET symbole US
Équation L = a + b = a · b
Se prononce "a barre OU b barre = a ET b, le tout barre"

7/ La fonction OU EXCLUSIF (us: XOR)

Schéma électrique OU EXCLUSIF schéma
Table de vérité
a b L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Symbole logique OU EXCLUSIF symbole EU
Symbole logique OU EXCLUSIF symbole US
Équation L = a · b + a · b = a ⊕ b
Se prononce "a b barre OU a barre b = a ou exclusif b"

Il est possible de faire une simulation ici : https://logic.ly/demo/

Essayons de faire ce montage :

Bascule RS C'est une fonction mémoire (RS) (Set - Reset). Autre simulation :

Autre simulation :

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