门| Sudo GATE 2020 Mock III(2019年1月24日)|第47章

本场考试中的第47章将测试程序员对于门电路的理解。门电路是指在数字电路中具有特定逻辑功能的组合电路。常见的门电路有与门、或门、非门、异或门等。

门电路基础

在数字电路中，门电路通常由多个输入端和一个输出端组成。输入端可以接收电信号，经过门电路内部的处理后，再将处理结果输出到输出端。

举个例子，对于一个与门（and gate），其逻辑功能是当所有输入电路的电平为高电平时，输出电路的电平也为高电平，否则输出电路电平为低电平。

下面是一个简单的与门示意图：

  +-----+
  |     |------+
  | AND |      |
  |     |------+---->
  +-----+     | OUTPUT
  INPUT A     |
              |
  +-----+     |
  |     |------+
  |     |
  |     | 
  |     |
  |     |
  |     |
  |     |
  |     |
  |     |
  |     | 
  +-----+
  INPUT B

在这个与门中，输入端有两个（INPUT A 和 INPUT B），输出端只有一个（OUTPUT）。当输入电路的电平为高电平时，电路图中的小方框表示的逻辑门会将输入电路的电平传递到输出电路，从而实现逻辑功能。

常见的门电路

除了与门，还有很多其他常见的门电路，下面是一些常用的门电路及其逻辑功能：

• 或门（OR gate）：当至少一个输入电路的电平为高电平时，输出电路的电平为高电平；
• 非门（NOT gate）：将输入电路的高电平转换为低电平，低电平转换为高电平；
• 异或门（XOR gate）：当任意一个输入电路的电平为高电平时，输出电路的电平为高电平，反之输出电路电平为低电平；
• 与非门（NAND gate）：当所有输入电路电平都为高电平时，输出电路电平为低电平，否则输出电路电平为高电平；
• 或非门（NOR gate）：当所有输入电路电平都为低电平时，输出电路电平为高电平，否则输出电路电平为低电平。

门电路组合

多个门电路可以组合在一起形成更加复杂的电路系统。比如，下面的电路图就是一个由两个与门、一个或门和一个非门组成的系统：

       +-----+
       |     |
  +----+AND  <--------+
  |    |     |        |
  |    +-----+        |
  |                   |
  |    +-----+        |
  |    |     |        |
  +----+AND  <----+   |
  |    |     |    |   |
  |    +-----+    |   |
  |               |   |
  |        +------+   |
  |        |     |    |
  +--------OR    <----+
           |     |
           +-----+
           |
  +--------NOT
  |
  |
  v 
 OUTPUT

在这个电路系统中，两个与门的输出分别作为或门的两个输入，或门的输出再作为非门的输入，非门的输出最终作为电路系统的输出。

总结

门电路是数字电路中最基础和最常见的元件之一。理解门电路对于理解数字电路有着至关重要的意义。在考试中，你需要对门电路的各种类型和组合有着清晰的认识，才能够成功解答题目。