文章目录
[1. 逻辑门电路](#1. 逻辑门电路)
[2. 非门(NOT Gate)](#2. 非门(NOT Gate))
[3. 与门(AND Gate)](#3. 与门(AND Gate))
[4. 或门(OR Gate)](#4. 或门(OR Gate))
[5. 与非门(NAND Gate)](#5. 与非门(NAND Gate))
[6. 或非门(NOR Gate)](#6. 或非门(NOR Gate))
[7. 异或门(XOR Gate)](#7. 异或门(XOR Gate))
[8. 异或非门(XNOR Gate)](#8. 异或非门(XNOR Gate))
[9. 逻辑门总结](#9. 逻辑门总结)
1. 逻辑门电路
在数字电路中,逻辑门是实现逻辑运算的基本单元。常见的逻辑门包括与门(AND)、或门(OR)、非门(NOT)、与非门(NAND)、或非门(NOR)、异或门(XOR)和同或门(XNOR)。下面详细解释这些基础逻辑门及其在digital软件中的仿真。
对于digital软件的安装和配置可以看下面的文章
2. 非门(NOT Gate)
按照下面的顺序在digital中搭建一个非门电路:
- 打开digital软件,从"组件------输入输出"中,选择一个输入和一个输出;
- 从"组件------导线"中选择一个地、一个电源和一个下拉电阻;
- 从"组件------开关"中选择一个继电器;
- 右键点击输入,标签输入A;
- 右键点击输出,标签输入B;
- 右键点击继电器,勾选"闭合继电器";
按照如下电路图连接:连接完成后,选择快捷菜单栏的仿真键开始仿真。
按F9分析可以看到真值表和表达式,这种输入信号和输出信号完全相反的电路,叫做非门
但是这里用继电器 的行为是用在日常电路中,但在集成电路中不会使用继电器,而是使用MOS管来代替,比如NMOS和PMOS,如下所示:
按照这个电路搭建集成电路,上方为PMOS晶体管,下方为NMOS晶体管,这样也可以得到非门的效果。
当输入A为低电平(0)时:
- PMOS导通,NMOS截止。
- 输出为高电平(1)。
当输入A为高电平(1)时:
- PMOS截止,NMOS导通。
- 输出为低电平(0)。
在之后的电路搭建中,直接使用软件自带的各种逻辑门组件更方便。
3. 与门(AND Gate)
- 从"组件------输入输出"中,选择两个输入和一个输出;
- 从"组件------导线"中选择两个地、一个电源和一个下拉电阻;
- 从"组件------开关"中选择两个继电器;
给输入编号A、B,给输出编号C,按照如下图连接:
按F9分析可以看到真值表和表达式,这种只有两路都同时置1就是输出才会置1的电路,叫做与门。
4. 或门(OR Gate)
按照如下图搭建电路:
按F9分析可以看到真值表和表达式,这种只要有一路置1就导致输出置1的电路,叫做或门。
5. 与非门(NAND Gate)
按照如下图搭建电路:
按F9分析可以看到真值表和表达式,这种全1出0,其他出1的电路,叫做与非门。
同样的,在集成电路中也是使用MOS管来实现电路。如下所示:
如图搭建电路,并联的为PMOS管,串联的为NMOS管,同样可以实现与非门的效果。
当输入A为低电平(0)时:
- PMOS导通,NMOS截止。
当输入A为高电平(1)时:
- PMOS截止,NMOS导通。
6. 或非门(NOR Gate)
按照如下图搭建电路:
按F9分析可以看到真值表和表达式,这种有1出0,全0出1的电路,叫做或非门。
同样的,在集成电路中也是使用MOS管来实现电路。如下所示:
7. 异或门(XOR Gate)
按照如下图搭建电路:
按F9分析可以看到真值表和表达式,这种相同出0,相异出1的电路,叫做异或门。
8. 异或非门(XNOR Gate)
按照如下图搭建电路:
按F9分析可以看到真值表和表达式,这种相同出1,相异出0的电路,叫做异或非门。