门 | GATE-CS-2006 |第51章

简介

本章主要讨论门电路以及它们的组合，包括与门、或门、非门、异或门、控制反转门等。

与门 (AND Gate)

与门是最基本的门电路，它有两个输入和一个输出。当两个输入同时为 1 时，输出才为 1，否则输出为 0。

下面是与门的真值表：

| 输入 1 | 输入 2 | 输出 | |-------|-------|------| | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 0 | | 1 | 0 | 0 | | 1 | 1 | 1 |

与门的逻辑符号为 ∧，其真值表也可以表示为：

A ∧ B = C

其中 A 和 B 是输入，C 是输出。

或门 (OR Gate)

或门也是一个有两个输入和一个输出的门电路。当两个输入中至少有一个为 1 时，输出为 1，否则输出为 0。

下面是或门的真值表：

| 输入 1 | 输入 2 | 输出 | |-------|-------|------| | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 1 |

或门的逻辑符号为 ∨，其真值表也可以表示为：

A ∨ B = C

非门 (NOT Gate)

非门也称为反相器，它只有一个输入和一个输出。当输入为 1 时，输出为 0，反之亦然。

下面是非门的真值表：

| 输入 | 输出 | |------|------| | 0 | 1 | | 1 | 0 |

非门的逻辑符号为 ¬，其真值表也可以表示为：

¬A = B

异或门 (XOR Gate)

异或门也有两个输入和一个输出，当两个输入不同时，输出为 1，否则输出为 0。

下面是异或门的真值表：

| 输入 1 | 输入 2 | 输出 | |-------|-------|------| | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 0 |

异或门的逻辑符号为 ⊕，其真值表也可以表示为：

A ⊕ B = C

控制反转门 (CNOT Gate)

控制反转门是一种有两个输入和两个输出的门电路。它将第一个输入看作控制信号，第二个输入看作数据信号。当控制信号为 1 时，数据信号将取反输出，否则输出不变。

下面是控制反转门的真值表：

| 控制信号 | 数据信号 | 输出 (不控制) | 输出 (控制) | |----------|----------|---------------|-------------| | 0 | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 1 | 0 |

门电路的组合

以上讨论的门电路可以组合使用，形成更加复杂的电路来实现特定的功能。例如，可以使用与门和非门组合实现与非门；使用或门和非门组合实现或非门等。

应用

门电路是数字电路中最基本的元件之一，可以应用于计算机逻辑电路中，比如 CPU 中的逻辑电路。在数字电子学中，门电路也是实现逻辑运算的基础。