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Technik

Logische Schaltungen: UND, ODER, NICHT

Logische Schaltungen verknüpfen Eingangssignale nach festen Regeln.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 10
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann UND, ODER und NICHT unterscheiden.
  • Ich kann Wahrheitstabellen lesen und ausfüllen.
  • Ich kann die Verknüpfungen mit Schaltern erklären.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe

Digitale Schaltungen kennen nur zwei Zustände. Man schreibt sie als 0 und 1. 0 heißt: aus oder niedrige Spannung. 1 heißt: an oder hohe Spannung. Ein Gatter verknüpft solche Signale. Das UND-Gatter gibt nur 1 aus, wenn beide Eingänge 1 sind. Das ODER-Gatter gibt 1 aus, wenn mindestens ein Eingang 1 ist. Das NICHT-Gatter hat nur einen Eingang. Es kehrt das Signal um: aus 0 wird 1 und aus 1 wird 0. Mit Schaltern kannst du das nachbauen. Zwei Schalter hintereinander (Reihenschaltung) sind UND: Die Lampe leuchtet nur, wenn beide geschlossen sind. Zwei Schalter nebeneinander (Parallelschaltung) sind ODER: Die Lampe leuchtet, wenn mindestens einer geschlossen ist. Eine Wahrheitstabelle zeigt alle Fälle.

Wahrheitstabelle für UND und ODER. NICHT: aus 0 wird 1, aus 1 wird 0.
ABA UND BA ODER B
0000
0101
1001
1111

Eine Wahrheitstabelle lesen

  1. Gegeben: UND-Gatter, A = 1, B = 0.
  2. UND braucht beide Eingänge auf 1.
  3. B ist 0, also ist die Bedingung nicht erfüllt.
  4. Ausgang = 0.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Es gibt nur 0 und 1.

UND: beide müssen 1 sein.

ODER: einer reicht. NICHT: tauscht 0 und 1.

Ein Beispiel

Beispiel

Eine Tür mit zwei Schlössern. Nur wenn beide offen sind, geht die Tür auf. Das ist UND. Eine andere Tür hat zwei Schlüssel, und jeder passt. Schon mit einem Schlüssel geht sie auf. Das ist ODER.

Schritt für Schritt

Du liest eine Tabelle.

  1. Schritt 1: Gatter erkennen.
  2. Schritt 2: Die Werte der Eingänge ablesen.
  3. Schritt 3: Regel anwenden und den Ausgang notieren.

Mit einem Bild erklärt

GatterRegelSchalter-Bild
UNDbeide 1Reihenschaltung
ODERmindestens eine 1Parallelschaltung
NICHTkehrt umUmkehrer

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Ein UND-Gatter hat A = 1 und B = 1. Welchen Wert hat der Ausgang?
Zeig mir den ersten Schritt

UND braucht beide Eingänge auf 1.

Lösung ansehen

Lösung: 1

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Ein ODER-Gatter hat A = 0 und B = 1. Welchen Wert hat der Ausgang?
Zeig mir den ersten Schritt

Ist mindestens ein Eingang 1?

Lösung ansehen

Lösung: 1

Tipp: Merke dir: UND heißt „beide“. ODER heißt „mindestens einer“. NICHT heißt „umkehren“.

Merksatz: UND: nur 1, wenn beide Eingänge 1 sind. ODER: 1, wenn mindestens ein Eingang 1 ist. NICHT: kehrt das Signal um.

Typischer Fehler: Im Alltag heißt „oder“ oft „entweder – oder“. In der Technik gilt beim ODER-Gatter auch der Fall, dass beide Eingänge 1 sind. Dann ist der Ausgang ebenfalls 1.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Welche Schaltung entspricht einem UND?
Lösung ansehen

Lösung: Zwei Schalter in Reihe

Frage 2 Wie viele Zeilen der UND-Tabelle mit zwei Eingängen haben den Ausgang 1?

Zeig mir den ersten Schritt

Nur eine Kombination macht beide Eingänge zu 1.

Lösung ansehen

Lösung: 1

Nur die Zeile A = 1, B = 1 gibt den Ausgang 1.

Frage 3 Wie viele Zeilen der ODER-Tabelle mit zwei Eingängen haben den Ausgang 1?

Zeig mir den ersten Schritt

Nur eine Zeile hat den Ausgang 0.

Lösung ansehen

Lösung: 3

Nur A = 0, B = 0 gibt 0. Die anderen 3 Zeilen geben 1.

Frage 4 Ein NICHT-Gatter bekommt eine 1. Was kommt heraus?
Lösung ansehen

Lösung: 0

Geschafft

Digitale Signale sind 0 oder 1. Das UND-Gatter gibt 1, wenn beide Eingänge 1 sind. Das ODER-Gatter gibt 1, wenn mindestens ein Eingang 1 ist. Das NICHT-Gatter kehrt um.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

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Kurz erklärt, 44 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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