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電子工程師都應(yīng)該掌握的邏輯門電路

時(shí)間：2021-08-18 10:19:16
關(guān)鍵字： 邏輯門電路   
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[導(dǎo)讀]關(guān)注星標(biāo)公眾號(hào)，不錯(cuò)過精彩內(nèi)容轉(zhuǎn)自|?電子電路模擬信號(hào)是指用連續(xù)變化的物理量表示的信息，比如，溫度、濕度、電流、電壓等等，它的值是連續(xù)變化的，在一定時(shí)間范圍內(nèi)可以有無限個(gè)不同的取值。數(shù)字信號(hào)的取值是離散的、不連續(xù)的信號(hào)，數(shù)字信號(hào)常用二進(jìn)制中的1和0表示。在數(shù)字電路中，門電路是數(shù)字...
































關(guān)注 星標(biāo)公眾號(hào)，不錯(cuò)過精彩內(nèi)容

轉(zhuǎn)自 |?電子電路


模擬信號(hào)是指用連續(xù)變化的物理量表示的信息，比如，溫度、濕度、電流、電壓等等，它的值是連續(xù)變化的，在一定時(shí)間范圍內(nèi)可以有無限個(gè)不同的取值。

數(shù)字信號(hào)的取值是離散的、不連續(xù)的信號(hào)，數(shù)字信號(hào)常用二進(jìn)制中的1和0表示。


在數(shù)字電路中，門電路是數(shù)字電路的基本單元，很多復(fù)雜的數(shù)字電路都是由這些基本的單元組成的。最基本的門電路是與門、或門、非門。
這3種基本的邏輯門電路通過相互組合，還能組合出與非門、或非門、同或門、異或門等。
門電路是這樣的一種電路，它的輸入輸出只有兩種狀態(tài)，要么是0，要么是1，通常是這樣規(guī)定的，1為高電平，0為低電平。
門電路是邏輯電路，它規(guī)定輸入的信號(hào)要滿足某種邏輯關(guān)系時(shí)，才會(huì)有信號(hào)輸出。下面跟著電路菌一起看看這幾種門電路的特點(diǎn)吧！

01與門
與門電路能實(shí)現(xiàn)“與”邏輯關(guān)系，與門有兩個(gè)以上的輸入端，一個(gè)輸出端，與門電路的邏輯符號(hào)如下圖（a）所示。

與門電路可以由上圖（b）的二極管和電阻器電路實(shí)現(xiàn)，與門電路的輸入端都輸入1（高電平）時(shí)，輸出端Y才會(huì)輸出1，否則輸出端Y輸出0，


例如，在上圖中，與門電路輸入0和1，假設(shè)電源電壓為 5V，那5V就是高電平，0V是低電平，只要其中任意一個(gè)二極管導(dǎo)通，輸出端Y就會(huì)被鉗位為0.2V（低電平）。

只有當(dāng)兩個(gè)二極管截止時(shí)，輸出端Y才輸出5V（高電平），這就是與門。與門電路用數(shù)學(xué)表達(dá)式可以表示為：
與門邏輯表達(dá)式：Y=AB
我們可以把輸入輸出有可能的取值用一個(gè)表（真值表）列出來：

真值表是用來表示輸入輸出之間全部可能狀態(tài)的表格，在數(shù)字電路分析過程當(dāng)中經(jīng)常使用，在真值表中可以看出輸入輸出全部有可能的取值。



02或門

或門電路能實(shí)現(xiàn)“或”邏輯關(guān)系，或門電路的邏輯符號(hào)如下圖（a）所示。

或門電路可由上圖（b）的電路實(shí)現(xiàn)，或門電路的輸入端只要有一個(gè)為1（高電平）時(shí)，輸出端Y就會(huì)輸出1；當(dāng)輸入端都為0時(shí)，輸出端Y輸出0。



例如，在上圖中，當(dāng)輸入低電平（0V）時(shí)，兩個(gè)二極管截止，輸出端為低電平。



而當(dāng)輸入端的輸入任意一個(gè)為高電平（1）時(shí)，就會(huì)有一個(gè)二極管導(dǎo)通，輸出端Y就會(huì)鉗位為高電平（4.8V），這就是或門，或門電路用數(shù)學(xué)表達(dá)式可以表示為：


或門邏輯表達(dá)式：Y=A B


或門電路的真值表是這樣的：



03非門

非與門電路能實(shí)現(xiàn)“非”邏輯關(guān)系，非門只有一個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端，非門電路的邏輯符號(hào)如下圖（a）所示。

非門電路可以由上圖（b）的三極管電路來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)非門電路輸入高電平（1）時(shí)，輸出端會(huì)輸出低電平（0）。


如上圖所示，上圖的三極管是NPN型三極管，當(dāng)輸入端輸入0V時(shí)（低電平），三極管就會(huì)進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，輸出端就會(huì)5V（高電平）。



而當(dāng)輸入端如果輸入5V時(shí)（高電平），三極管會(huì)進(jìn)入飽和狀態(tài)，集電極和發(fā)射極壓降很小，就像是開關(guān)閉合，所以輸出端Y為低電平。


如果對(duì)三極管放大、飽和、截止三種工作狀態(tài)還不太明白的朋友，可以閱讀一下電路菌之前寫的：對(duì)于三極管3種工作狀態(tài)的理解，我只能幫你到這了！

04與非門、或非門、同或門、異或門
文章上面是最基本的三種邏輯門電路，當(dāng)這三種門電路之間進(jìn)行相互組合，還能組成其它與非門、或非門、同或門、異或門等門電路。

如下圖所示，當(dāng)與門和非門進(jìn)行組合時(shí)，就成了與非門。


如下圖所示，當(dāng)或門和非門進(jìn)行組合時(shí)，就成了或非門。


而當(dāng)四個(gè)與非門進(jìn)行相互組合時(shí)，可以組合成異或門電路，如下圖所示。


異或門的特點(diǎn)是：同為0，異為1。也就是說當(dāng)兩個(gè)輸入都為0或者都為1時(shí)，輸出就為0；而當(dāng)兩個(gè)輸入一個(gè)是0，另一個(gè)是1時(shí)，輸出就為1。


當(dāng)三個(gè)與非門和一個(gè)與門進(jìn)行組合時(shí)，可以組合成同或門電路，如下圖所示。


同或門的特點(diǎn)是：同為1，異為0。也就是說當(dāng)兩個(gè)輸入都為0或都為1時(shí)，輸出才為1，如果兩個(gè)輸入一個(gè)是0，另一個(gè)是1時(shí)則輸出為0。


沒想到吧，就三個(gè)與、或、非門組合起來還能玩出這么多花樣！?當(dāng)然，除了上面這幾個(gè)電路，經(jīng)過組合還能出來其它的組合邏輯電路。


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