逻辑电路

cfvip2023-02-16  44

编码-隐藏在计算机背后的秘密

各种逻辑电路

继电器的联动控制组合称之为 逻辑门

串联电路中AND操作的 与门 ,电气工程师简化电路图为逻辑符号,逻辑函数表示为F=A*B,操作符为 &&

需要两个开关闭合灯泡才亮,所有输入为高电平时,才会有输出高电平

IEEE图形符号

逻辑符号

真值表

并联电路中OR操作的或门,逻辑函数表示为F= A + B,操作符为 ||

只需一个开关闭合灯泡就会亮,断开两个开关灯泡才能熄灭,所有输入为低电平时,才会有输出低电平。

IEEE图形符号

逻辑符号

真值表

逻辑电路中NOT操作的非门,逻辑函数表示为F= A',操作符为 !

非门:逆转输入输出的高低状态。逻辑函数表示为F=A’。

IEEE图形符号

逻辑符号

串联电路中NAND操作的与非门,实际是对电路中的反相信号操作,逻辑函数表示为F=(A*B)'

只有当两个开关都断开的情况下灯泡才会亮,所有输入为高时,才会有输出低。

IEEE图形符号

逻辑符号

真值表

或非门

串联电路中NOR操作的或非门,实际是对电路中的反相信号操作,逻辑函数表示为F=(A+B)'

只有两个开关都闭合才会熄灭,所有输入为低时,才会有输出高。逻辑函数表示为F=(A + B)’

IEEE图形符号

逻辑符号

真值表

异或门:输入相同时输出为低,否则为高。逻辑函数表示为F=A’B + AB’。

IEEE图形符号

逻辑符号

真值表

同或门:与异或门相反。输入相同时输出为高,否则为低。逻辑函数表示为F= A*B + A’*B’。

1、带有两个反向输入的与门与或非门是等价的:

2、带有两个反向输入的或门和与非门是等价的:

这两组等价关系就是摩根定律在电路中的实现:

A和B是两个布尔操作数。在第一个表达式中,两个操作数先被取反,再进行与运算。这与两个操作数进行或运算后再取反(即或非)的结果是一样的。在第二个表达式中,两个操作数先取反,再进行或运算,这和两个操作数先做与运算后再取反(即与非)的结果是等价的。摩根定律是简化布尔表达式的一种重要手段,因此也可以用来简化电路。

一种离散信号的传递和处理,以二进制为原理、实现数字信号逻辑运算和操作的电路。分组合逻辑电路和时序逻辑电路。前者由最基本的“与门”电路、“或门电路”和“非门”电路组成,其输出值仅依赖于其输入变量的当前值,与输入变量的过去值无关——即不具记忆和存储功能;后者也由上述基本逻辑门电路组成,但存在反馈回路——它的输出值不仅依赖于输入变量的当前值,也依赖于输入变量的过去值。由于只分高、低电平,抗干扰力强,精度和保密性佳。广泛应用于计算机、数字控制、通信、自动化和仪表等方面。最基本的有与电路、或电路和非电路。

“逻辑电路”在汉英词典中的解释(a

logical

circuit)

简单的逻辑电路通常是由门电路构成,也可以用三极管来制作,例如,一个NPN三极管的集电极和另一个NPN三极管的发射极连接,这就可以看作是一个简单的与门电路,即:当两个三极管的基极都接高电平的时候,电路导通,而只要有一个不接高电平,电路就不导通……

逻辑电路分为3类:非门,与门,或门。

非门:利用内部结构,使输入的电势变成相反的电势,高电势变低电势,低电势变高电势。

A

Z

0

1

1

0

与门:利用内部结构,使输入两个高电势,输出高电势,不满足有两个高电势则输出低电势。

A

B

Z

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

或门:利用内部结构,使输入两个低电势,输出低电势,不满足有两个低电势输出高电势

A

B

Z

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

(2倍电压,但是不影响高电势)

编辑本段分类

电阻-晶体管逻辑电路、二极管-晶体管逻辑电路、发射极功能逻辑电路、发射极耦合逻辑电路、高阈值逻辑电路、集成注入逻辑电路、晶体管-晶体管逻辑电路

数字电路逻辑运算公式如下:

逻辑乘:

A*0=0

A*A=A

A*1=A

逻辑或:

A+0=A

A+1=1

A+A=A

逻辑非:

A*非A=0

A+非A=1

非(非A)=A

交换律:

A*B=B*AA+B=B+A

知识科普:

用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路,或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能,所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二进制数据的数字电路。从整体上看,数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类

组合逻辑电路

简称组合电路,它由最基本的逻辑门电路组合而成。特点是:输出值只与当时的输入值有关,即输出惟一地由当时的输入值决定。电路没有记忆功能,输出状态随着输入状态的变化而变化,类似于电阻性电路,如加法器、译码器、编码器、数据选择器等都属于此类。

时序逻辑电路

简称时序电路,它是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路(输出到输入)或器件组合而成的电路,与组合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。时序电路的特点是:输出不仅取决于当时的输入值,而且还与电路过去的状态有关。它类似于含储能元件的电感或电容的电路,如触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、储存器等电路都是时序电路的典型器件。

按电路有无集成元器件来分,可分为分立元件数字电路和集成数字电路。

按集成电路的集成度进行分类,可分为小规模集成数字电路(SSI)、中规模集成数字电路(MSI)、大规模集成数字电路(LSI)和超大规模集成数字电路(VLSI)。

按构成电路的半导体器件来分类,可分为双极型数字电路和单极型数字电路。


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