一文弄懂与门/或门/非门和组合逻辑电路

2021/1/30 1:00:10 人评论 次浏览 分类:电子技术  文章地址:/tech/3577.html

在数字电路中,门电路是数字电路的基本单元,很多复杂的数字电路都是由这些基本的单元组成的。最基本的门电路是与门、或门、非门。这3种基本的逻辑门电路通过相互组合,还能组合出与非门、或非门、同或门、异或门等。昌晖仪表在本文分享逻辑门电路的基本知识。

门电路是这样的一种电路,它的输入输出只有两种状态,要么是0,要么是1,通常是这样规定的,1为高电平,0为低电平。
门电路是逻辑电路,它规定输入的信号要满足某种逻辑关系时,才会有信号输出。下面跟着昌晖仪表一起看看这几种门电路的特点。

1、与门

与门电路能实现“与”逻辑关系,与门有两个以上的输入端,一个输出端,与门电路的逻辑符号如下图1所示。与门电路可以由上图2的二极管和电阻器电路实现。 
  与门电路符号           与门电路图
图1 与门电路符号                 
图2 与门电路图

与门电路的输入端都输入1(高电平)时,输出端Y才会输出1,否则输出端Y输出0。
与门电路的输入端都输入1(高电平)时,输出端Y才会输出1,否则输出端Y输出0
图3 与门电路应用

例如,在上图中,与门电路输入0和1,假设电源电压为+5V,那5V就是高电平,0V是低电平,只要其中任意一个二极管导通,输出端Y就会被钳位为0.2V(低电平)。

 与门:全1出1,有0出0
图4 与门:全1出1,有0出0

只有当两个二极管截止时,输出端Y才输出5V(高电平),这就是与门。与门电路用数学表达式可以表示为:
与门逻辑表达式:Y=AB

欧宝电竞平台可以把输入输出有可能的取值用一个表(真值表)列出来:


图5 与门真值表

真值表是用来表示输入输出之间全部可能状态的表格,在数字电路分析过程当中经常使用,在真值表中可以看出输入输出全部有可能的取值。


2、或门

或门电路能实现“或”逻辑关系,或门电路的逻辑符号如下图6所示。或门电路可由图7的电路实现。
或门电路符号            或门电路
图6 或门电路符号                   图7 或门电路

或门电路的输入端只要有一个为1(高电平)时,输出端Y就会输出1;当输入端都为0时,输出端Y输出0。

或门电路的应用
图8 或门电路的应用

例如,在图8中,当输入低电平(0V)时,两个二极管截止,输出端为低电平。

或门电路的应用
图9 或门电路的应用

而当输入端的输入任意一个为高电平(1)时,就会有一个二极管导通,输出端Y就会钳位为高电平(4.8V),这就是或门,或门电路用数学表达式可以表示为:
或门逻辑表达式:Y=A+B

或门电路真值表是这样的:
或门电路真值表
图10 或门电路真值表


3、非门

非与门电路能实现“非”逻辑关系,非门只有一个输入端,一个输出端,非门电路的逻辑符号如图11所示。
非门电路的逻辑符号           非门电路
图11 非门电路的逻辑符号             图12 非门电路


非门电路可以由图12的三极管电路来实现,当非门电路输入高电平(1)时,输出端会输出低电平(0)。


图13 非门电路的应用

如上图所示,图13的三极管是NPN型三极管,当输入端输入0V时(低电平),三极管就会进入截止状态,输出端就会5V(高电平)。

非门:0出1,1出0
图14 非门:0出1,1出0

而当输入端如果输入5V时(高电平),三极管会进入饱和状态,集电极和发射极压降很小,就像是开关闭合,所以输出端Y为低电平。

非门真值表
图15 非门真值表
如果对三极管放大、饱和、截止三种工作状态还不太明白的朋友,可以阅读一下三极管3种工作状态,昌晖仪表只能帮你到这了●!


4、与非门、或非门、同或门、异或门

文章上面是最基本的三种逻辑门电路,当这三种门电路之间进行相互组合,还能组成其它与非门、或非门、同或门、异或门等门电路。
组合逻辑电路
图16 组合逻辑电路

如下图所示,当与门和非门进行组合时,就成了与非门。

与非门电路           与非门真值表
图17 与非门电路                                  图18 与非门真值表

如下图所示,当或门和非门进行组合时,就成了或非门。

或非门电路            或非门真值表
图19 或非门电路                               图20 或非门真值表

而当四个与非门进行相互组合时,可以组合成异或门电路,如下图所示。
异或门电路
图21 异或门电路

异或门真值表
图22 异或门真值表

异或门的特点是:同为0,异为1。也就是说当两个输入都为0或者都为1时,输出就为0;而当两个输入一个是0,另一个是1时,输出就为1。

当三个与非门和一个与门进行组合时,可以组合成同或门电路,如下图所示。
同或门电路
图23 同或门电路

同或门真值表 
图24 同或门真值表


同或门的特点是:同为1,异为0。也就是说当两个输入都为0或都为1时,输出才为1,如果两个输入一个是0,另一个是1时则输出为0。

没想到吧,就三个与、或、非门组合起来还能玩出这么多花样●!当然,除了上面这几个电路,与门、或门、非门经过组合还能出来其它的组合逻辑电路。

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