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数字电路/门

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逻辑门是数字电路的基本单元之一。 它们可以由每个只有少数晶体管组成,并且可以实现任何逻辑功能,因此可以构建任何数字设备。 在最基本的层面上,所有数字电路都是逻辑门的组合。

逻辑门

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AND、OR 和 NOT 门是基本功能,其他功能都是由它们构建的。 可用的其他功能是

  • NAND:AND 输出的反转。
  • NOR:OR 输出的反转。
  • XOR(异或):仅当只有一个输入为高时输出高。
  • XNOR:XOR 输出的反转。

因此,总共我们有七个基本门。 尽管从两个输入逻辑门可以得到十六种可能的输出,但这里没有表示的其他功能通常是由这七个功能组成的。 这个想法甚至可以进一步扩展 - NOR 或 NAND 每种都能够产生所有其他功能,有时被称为“通用门”(有关更多信息,请参见 NOR 逻辑NAND 逻辑)。 在晶体管级别,许多设备只包含其中一个门。 也就是说,通过使用其他门,我们使概念化和设计数字电路变得容易得多,并且不会失去通用性,因为如果需要,将转换为相关类型的门的转换将由自动工具完成。

只有 NOT 门和缓冲器(它只是将输入复制到输出)有一个输入。 其他基本门有两个输入,尽管我们稍后将研究如何将概念扩展到更多输入。

名称 功能 符号
ANSI IEC
缓冲器
NOT 门(反相器)
AND 门
NAND 门(NOT-AND)
OR 门
NOR 门(NOT-OR)
XOR 门(异或)
XNOR 门(NOT-异或)

真值表

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七个常用逻辑门的 真值表 如下所示

A B 逻辑门输出
NOT A A AND B A NAND B A OR B A NOR B A XOR B A XNOR B
0 0 1 0 1 0 1 0 1
0 1 1 0 1 1 0 1 0
1 0 0 0 1 1 0 1 0
1 1 0 1 0 1 0 0 1

具有多个输入的逻辑门

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我们可以将它们分开,并形成一组 2,并在其上进行操作。 例如

Y=A+B+C 那么 Y 也等于 X+C,其中 X=A+B。

进一步阅读

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  • 第一台使用集成电路的计算机 阿波罗制导计算机 由 4,100 个集成电路构成,每个集成电路包含一个单一的 3 输入 NOR 逻辑门。

数字电路


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