📜  数字电路-逻辑门

📅  最后修改于: 2021-01-08 05:44:41             🧑  作者: Mango


数字电子电路以两个逻辑电平即逻辑低和逻辑高的电压工作。对应于逻辑低的电压范围用“ 0”表示。类似地,与逻辑高相对应的电压范围用“ 1”表示。

具有一个或多个输入和单个输出的基本数字电子电路称为逻辑门。因此,逻辑门是任何数字系统的基础。我们可以将这些逻辑门分为以下三类。

  • 基本门
  • 通用门
  • 特殊门

现在,让我们逐一讨论每个类别下的逻辑门。

基本门

在前面的章节中,我们了解了布尔函数可以根据需求以乘积和形式或以乘积形式表示。因此,我们可以使用基本门来实现这些布尔函数。基本的门是AND,OR&NOT门。

与门

与门是一种数字电路,具有两个或多个输入并产生一个输出,该输出是所有这些输入的逻辑与。用符号“。”表示逻辑与是可选的。

下表显示了2输入与门的真值表

A B Y = A.B
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1

这里,A,B是输入,Y是两个输入与门的输出。如果两个输入均为“ 1”,则仅输出Y为“ 1”。对于其余的输入组合,输出Y为’0’。

下图显示了“与”门的符号,该门具有两个输入A,B和一个输出Y。

和门

该“与”门产生一个输出(Y),它是两个输入A,B的逻辑与。类似地,如果有“ n”个输入,则“与”门产生一个输出,即所有这些输入的逻辑与。这意味着,当所有输入均为“ 1”时,“与”门的输出将为“ 1”。

或门

或门是具有两个或多个输入并产生输出的数字电路,该输出是所有这些输入的逻辑或。该逻辑或用符号“ +”表示。

下表显示了2输入或门的真值表

A B Y = A + B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

这里,A,B是输入,Y是两个输入“或”门的输出。如果两个输入均为“ 0”,则仅输出Y为“ 0”。对于输入的其余组合,输出Y为’1’。

下图显示了“或”门的符号,该门具有两个输入A,B和一个输出Y。

或门

此“或”门产生一个输出(Y),它是两个输入A,B的逻辑或。类似地,如果有“ n”个输入,则“或”门产生一个输出,即所有这些输入的逻辑或。这意味着,当那些输入中的至少一个为“ 1”时,“或”门的输出将为“ 1”。

非门

非门是具有单输入和单输出的数字电路。非门的输出是输入的逻辑反转。因此,非门也称为反相器。

下表显示了NOT门的真值表

A Y = A’
0 1
1 0

这里A和Y分别是NOT门的输入和输出。如果输入A为0,则输出Y为1。同样,如果输入A为“ 1”,则输出Y为“ 0”。

下图显示了非门的符号,它具有一个输入A和一个输出Y。

不是门

该非门产生输出(Y),它是输入A的补码

通用门

NAND与NOR门称为通用门。因为我们可以实现任何布尔函数,所以仅通过使用“与非”门即可实现乘积形式的总和。类似地,我们可以通过单独使用NOR门来实现任何布尔函数,这些布尔函数是和形式的乘积。

与非门

NAND门是一种数字电路,具有两个或更多输入并产生输出,这是所有这些输入的逻辑与的取

下表显示了2输入与非门的真值表

A B Y = (A.B)’
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0

这里,A,B是两个输入与非门的输入,Y是两个输入与非门的输出。当两个输入均为“ 1”时,输出Y为“ 0”。如果输入中至少有一个为零,则输出Y为’1’。这与两个输入与门操作相反。

下图显示了与非门的符号,该门具有两个输入A,B和一个输出Y。

与非门

与非门的操作与与门后跟反相器的操作相同。这就是NAND门符号如此表示的原因。

或非门

或非门是一种数字电路,具有两个或更多输入,并产生一个输出,该输出是所有这些输入的逻辑或反相

下表显示了2输入或非门的真值表

A B Y = (A+B)’
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0

在这里,A,B是输入,Y是输出。如果两个输入均为“ 0”,则输出Y为“ 1”。如果输入中至少有一个为“ 1”,则输出Y为“ 0”。这与两个输入“或”门操作相反。

下图显示了“或非”门的符号,该门具有两个输入A,B和一个输出Y。

或非门

或非门操作与或门后跟反相器的操作相同。这就是NOR门符号如此表示的原因。

特殊之门

异或与异或门称为特殊门。因为这两个门是“或”或“或非”门的特殊情况。

异或门

异或门的完整形式是异或门。当输入为偶数时,它的功能与“或”门的函数相同。

下表显示了2输入异或门的真值表

A B Y = A⊕B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

这里,A,B是输入,Y是两个输入异或门的输出。前三行的“或”门的真值表与“或”门的真值表相同。唯一的修改是在第四行。这意味着,当两个输入均为1时,输出(Y)为零而不是1,因为输入的偶数为1。

因此,当两个输入中只有一个为“ 1”时,异或门的输出为“ 1”。当两个输入相同时,它为零。

下图显示了异或门的符号,它具有两个输入A,B和一个输出Y。

异或门

异或门的操作与异或门的操作相似,不同之处在于输入的组合很少。因此,异或门符号如此表示。当输入中出现奇数个异或门时,其输出为“ 1”。因此,异或门的输出也称为奇函数

前或非门

Ex-NOR门的完整形式是Exclusive-NOR门。当输入为偶数时,它的函数与或非门相同。

下表显示了2输入Ex-NOR门的真值表

A B Y = A⊙B
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1

在这里,A,B是输入,Y是输出。 Ex-NOR门的真值表与前三行的NOR门的真值表相同。唯一的修改是在第四行。这意味着,当两个输入均为1时,输出为1而不是零。

因此,当两个输入相同时,Ex-NOR门的输出为“ 1”。当两个输入都不相同时,它为零。

下图显示了Ex-NOR门的符号,该门具有两个输入A,B和一个输出Y。

前或非门

异或门的操作与异或门的操作类似,不同之处在于输入的组合很少。这就是Ex-NOR门符号如此表示的原因。当输入端存在偶数个门时,Ex-NOR门的输出为“ 1”。因此,Ex-NOR门的输出也称为偶函数

从上面的Ex-OR和Ex-NOR逻辑门的真值表中,我们可以很容易地注意到Ex-NOR运算只是Ex-OR运算的逻辑反转。