KWALIFIKACJA ELM5 - TEST WIEDZY NR 7

PYTANIE NR 38.
Jak należy połączyć wejścia bramki NAND, aby zrealizować funkcję logiczną NOT?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Aby uzyskać inwerter z bramki NAND, oba jej wejścia muszą otrzymywać ten sam sygnał X.
Wtedy NAND(X,X)=NOT(X AND X)=NOT(X), więc dla X=0 wyjście=1, a dla X=1 wyjście=0. Podanie stałych 0/0 lub 1/1 daje tylko stałą na wyjściu, nie negację sygnału.

Pełne wyjaśnienie:

Bramka NAND realizuje funkcję: NAND(A,B)=NOT(A AND B). Żeby z dwuwejściowej bramki NAND otrzymać funkcję NOT, trzeba doprowadzić na oba wejścia ten sam sygnał wejściowy X (zwykle przez rozgałęzienie przewodu lub zwarcie wejść).

Wtedy:

NAND(X,X)=NOT(X AND X). Z praw algebry Boole'a wynika, że X AND X = X, więc:

NAND(X,X)=NOT(X).

To oznacza, że układ zachowuje się dokładnie jak inwerter:

  • gdy X=0, to NAND(0,0)=1,
  • gdy X=1, to NAND(1,1)=0.

Dlatego poprawne jest połączenie "oba wejścia połączone do tego samego sygnału wejściowego".

Pozostałe opcje nie dają funkcji NOT:

  • Podłączenie jednego wejścia do masy (GND) sprawia, że na tym wejściu jest stałe 0, a wyjście NAND staje się stałą 1 niezależnie od X (bo A AND 0 = 0).
  • Podłączenie jednego wejścia do zasilania (VCC) daje na tym wejściu stałe 1, a wyjście jest wtedy NOT(X AND 1)=NOT(X), ale tylko jeśli na drugim wejściu jest X; ta konfiguracja zależy od tego, które wejście jest stałe, i w praktyce pytanie dotyczy klasycznej realizacji przez zwarcie wejść, jednoznacznej dla NAND(X,X).
  • Rozdzielenie wejść na różne sygnały realizuje ogólną funkcję NAND dwóch zmiennych, a nie prostą inwersję jednego sygnału.

W praktyce montażowej często wykorzystuje się to w układach z wieloma bramkami NAND, gdy potrzebny jest inwerter bez dokładania osobnej bramki NOT.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Aby uzyskać NOT z NAND, połącz (zwarj) oba wejścia bramki NAND i podaj na nie ten sam sygnał X. Wtedy układ realizuje funkcję NAND(X,X)=NOT(X). To klasyczny trik używany w technice cyfrowej, gdy brakuje wolnej bramki inwertera.
Bo wtedy na wejściach występuje ta sama zmienna X, a nie dwie niezależne. Dzięki temu dostajesz NAND(X,X)=NOT(X AND X). Ponieważ X AND X = X, wyjście staje się NOT(X). Bez zwarcia wejść bramka realizuje NAND dwóch różnych sygnałów.
To definicja bramki NAND: najpierw wykonywana jest koniunkcja A AND B, a potem wynik jest negowany (NOT). Dlatego wyjście jest 0 tylko wtedy, gdy oba wejścia są 1. W pozostałych przypadkach wyjście jest 1.
Nie. Jeśli na wejściach są stałe wartości, wyjście też jest stałe. Dla A=1 i B=1 bramka NAND zawsze daje 0, niezależnie od jakiegokolwiek sygnału. Funkcja NOT musi odwracać zmienny sygnał wejściowy, a nie generować stałą.
Nie. Dla A=0 i B=0 bramka NAND zawsze daje 1, czyli znów jest to stała na wyjściu. Inwerter (NOT) musi mieć jedno wejście X i dwa możliwe stany na wyjściu zależne od X. Stałe 0/0 nie spełnia tej definicji.
Na schemacie rysuje się bramkę NAND, a sygnał X doprowadza się jednym przewodem, który rozgałęzia się na oba wejścia bramki. W praktyce na płytce oznacza to połączenie obu pinów wejściowych razem i doprowadzenie do nich tej samej ścieżki sygnałowej.
Wystarczą dwa przypadki: gdy X=0, to NAND(0,0)=1; gdy X=1, to NAND(1,1)=0. To dokładnie odwrócenie X. Jest to szybka metoda weryfikacji na egzaminie: podstawiasz tylko te dwa wiersze, bo oba wejścia są takie same.
Najczęściej myli się "połączenie wejść" z "wymuszeniem stałych stanów 0/1". Uczniowie wybierają A=B=1 lub A=B=0, co daje stałe wyjście. Drugi błąd to traktowanie NAND jak AND bez pamiętania o negacji na wyjściu.
Tak, NAND jest bramką uniwersalną, czyli można z niej zbudować dowolną funkcję logiczną (np. NOT, AND, OR) przez odpowiednie łączenie bramek. Na egzaminie oznacza to, że często sprawdza się umiejętność tworzenia prostych funkcji tylko z NAND.
Popularne są układy z rodziny 74xx/74HCxx, np. zawierające cztery bramki NAND w jednej obudowie. Wykorzystuje się je do budowy logiki sterującej, dekoderów, generatorów prostych sygnałów i "awaryjnych" inwerterów przez zwarcie wejść, gdy brakuje bramek NOT.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 67% zdających egzamin. średnie

Eksperci podkreślają: "Aby uzyskać inwerter z bramki NAND, oba jej wejścia muszą otrzymywać ten sam sygnał X.Wtedy NAND(X,X)=NOT(X AND X)=NOT(X), więc dla X=0 wyjście=1, a dla X=1 wyjście=0."

Źródła:

  • Texas Instruments, "SN74HC00 Quadruple 2-Input NAND Gates" (datasheet), logic function description (NAND), https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74hc00.pdf - accessed 2026-03-01
  • Nexperia, "74HC00; 74HCT00 Quad 2-input NAND gate" (product datasheet), logic function and truth table, https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/74HC_HCT00.pdf - accessed 2026-03-01
  • Wikipedia: "NAND gate" (universal gate, inverter using tied inputs), https://en.wikipedia.org/wiki/NAND_gate - accessed 2026-03-01

Materiały:

  • Noty katalogowe układów z bramkami NAND (rodzina 74HC00/74HCT00 i pokrewne) – opis funkcji logicznej i przykładowe zastosowania
  • Materiały dydaktyczne z techniki cyfrowej: tabele prawdy, prawa algebry Boole'a, bramki uniwersalne
  • Ćwiczenia projektowe: synteza prostych funkcji logicznych z użyciem tylko NAND

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego