KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - STYCZEŃ 2013

PYTANIE NR 28.
Jakie stany logiczne należy podać na wejścia A i B bramki w układzie przedstawionym na rysunku, aby dioda LED zaświeciła się?
Ilustracja przedstawia schemat układu elektronicznego z bramką logiczną oraz diodą LED.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Układ wykorzystuje bramkę NOR, która daje stan wysoki na wyjściu tylko wtedy, gdy oba wejścia są w stanie niskim. Ponieważ LED ma katodę do masy, zaświeci dopiero przy stanie wysokim na wyjściu bramki. Dlatego trzeba podać A=0 i B=0. Pozostałe kombinacje wejść powodują wyjście 0, więc prąd przez diodę nie popłynie.

Pełne wyjaśnienie:

Na schemacie widać bramkę z wklęsłą linią od strony wejść oraz małym kółkiem na wyjściu. Taki zapis oznacza bramkę NOR, czyli negację sumy logicznej: ¬(A∨B).

Dla bramki NOR wyjście przyjmuje stan wysoki (1) tylko w jednej sytuacji: gdy oba wejścia są w stanie niskim (0). W pozostałych trzech kombinacjach (gdy przynajmniej jedno wejście ma 1) na wyjściu pojawia się 0.

W tym układzie wyjście bramki steruje diodą LED przez rezystor ograniczający prąd. LED jest podłączona tak, że katoda jest do masy (GND), a anoda idzie przez rezystor do wyjścia bramki. Aby LED świeciła, musi płynąć prąd od anody do katody, czyli na anodzie musi być wyższy potencjał niż na masie. To oznacza, że wyjście bramki musi być w stanie wysokim (1).

Łącząc te dwa fakty:

  • LED świeci, gdy wyjście bramki = 1,
  • dla NOR wyjście = 1 tylko przy A=0 i B=0,

otrzymujemy, że poprawne stany wejść to A=0, B=0.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne? Każda konfiguracja z co najmniej jedną jedynką na wejściu powoduje, że bramka NOR daje na wyjściu 0. Wtedy anoda LED (przez rezystor) nie jest podniesiona do stanu wysokiego, więc dioda nie jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia i nie zaświeci. Typowym błędem jest pomylenie NOR z OR (pominięcie kółka negacji) albo nieuwzględnienie polaryzacji LED.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Bramka NOR to bramka logiczna będąca negacją bramki OR. Realizuje funkcję ¬(A∨B), czyli daje stan 1 tylko wtedy, gdy wszystkie jej wejścia są w stanie 0. Jest uznawana za bramkę uniwersalną, bo z samych NOR można zbudować dowolną funkcję logiczną.
Symbol NOR wygląda jak bramka OR, ale ma małe kółko na wyjściu (oznacza negację). Dodatkowo bramka OR/NOR ma charakterystyczną wklęsłą linię od strony wejść. Kółko na wyjściu zawsze informuje: "wynik jest zanegowany".
Dla dwóch wejść NOR działa tak: gdy A=0 i B=0, wtedy wyjście=1. Gdy A=0,B=1 lub A=1,B=0 lub A=1,B=1, wtedy wyjście=0. Najłatwiej zapamiętać: NOR daje 1 wyłącznie przy "same zera".
LED jest podłączona z katodą do masy, a jej anoda jest zasilana z wyjścia bramki przez rezystor. Aby popłynął prąd (i LED zaświeciła), anoda musi mieć wyższy potencjał niż masa, czyli wyjście bramki musi być w stanie 1. Przy wyjściu=0 prąd nie popłynie.
LED zaświeci, gdy na wyjściu NOR pojawi się stan 1. Dla NOR stan 1 występuje wyłącznie wtedy, gdy oba wejścia mają 0. Zatem wymagane jest ustawienie A=0 oraz B=0. Każda konfiguracja z jedynką na wejściu wygasi diodę.
Nie. Dla OR przy A=0,B=0 wynik wynosi 0, a dla NOR (czyli zanegowanego OR) wynik wynosi 1. To częsta pułapka na egzaminie: jeśli na schemacie jest kółko negacji na wyjściu, trzeba "odwrócić" wynik OR, aby dostać NOR.
Kółko (tzw. bąbelek) to standardowe oznaczenie negacji. W praktyce zmienia ono całe działanie układu: OR bez kółka ma inne wyniki niż NOR z kółkiem. Na egzaminie pominięcie tego detalu prowadzi do błędnego wyboru kombinacji wejść, mimo poprawnego rozumienia OR.
Najczęstsze błędy to: (1) mylenie NOR z OR lub NAND z powodu podobnego symbolu, (2) ignorowanie kółka negacji na wyjściu, (3) brak analizy polaryzacji LED (anoda/katoda), (4) wnioskowanie "na skróty" bez sprawdzenia tabeli prawdy dla wszystkich kombinacji.
Najpierw rozpoznaj bramkę po symbolu (kształt + ewentualne kółko negacji). Potem zapisz w pamięci kluczową regułę (np. "NOR daje 1 tylko przy samych zerach"). Na końcu sprawdź, czego wymaga element wykonawczy (LED): czy świeci przy wyjściu 1, czy przy 0, zależnie od połączenia.
NOR jest wygodna, gdy chcesz wykryć sytuację "żaden sygnał nie jest aktywny". Jeśli wejścia reprezentują warunki alarmowe lub sygnały sterujące, NOR da 1 dopiero wtedy, gdy wszystkie są 0. Taki sygnał można użyć do włączenia kontrolki LED, odblokowania pracy układu lub resetu.
info

Statystycznie 63% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Eksperci podkreślają: "Układ wykorzystuje bramkę NOR, która daje stan wysoki na wyjściu tylko wtedy, gdy oba wejścia są w stanie niskim."

Źródła:

  • M. Morris Mano, Michael D. Ciletti, "Digital Design", rozdział dotyczący bramek logicznych i tabel prawdy, Pearson (wydanie zależne od roku)
  • Thomas L. Floyd, "Digital Fundamentals", rozdział o podstawowych bramkach logicznych (AND/OR/NAND/NOR) i tabelach prawdy, Pearson (wydanie zależne od roku)
  • Allan R. Hambley, "Electronics", sekcje o podstawach logiki cyfrowej oraz o diodach LED i polaryzacji w obwodach, Pearson (wydanie zależne od roku)

Materiały:

  • Podręcznik do podstaw techniki cyfrowej (rozdziały o bramkach logicznych i tabelach prawdy)
  • Karty katalogowe układów logicznych (przykłady symboli i opisów funkcji)
  • Ćwiczenia laboratoryjne: pomiar stanów logicznych na bramkach i obserwacja LED

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego