【科普】逻辑门电路-1

作者: 张老师Klog | 来源:发表于2019-06-13 00:05 被阅读7次

欢迎关注我的专栏( つ•̀ω•́)つ【人工智能通识】
更多相关文章请点击如何从零开始制造计算机?


继续前面的文章【科普】晶体管-2

电路与电平

电路当中,电池总是能将电压提高,电灯(电阻)又总是把电压降低,因此才能在电池两端、电灯两端形成电压差。

如下图所示,粗细代表电压高,细线代表电压低。我们可以把电池看做水泵,把电压提高。我们也可以把电灯看做水坝,让电压流到低处。

电路中的电压变化

当我们在电路中插入一个晶体管,更多参照【科普】晶体管-1,如下图所示,当蓝色控制回路和橙色线路电压的差足够高,达到可以击穿晶体管的壁垒电位时候,即图中电压V达到一定值的时候(具体值大小要根据晶体管型号和负载回路的结构确定),在负载回路中就会形成电流。

电压V够大就能利用晶体管打通负载回路

在这个图中,蓝色线路的电池供电的电压高低直接影响了右侧晶体管的开或者关(电压V足够大就通,否则就断)。从这个角度上看,这条蓝色控制线就像门一样,决定了负载回路是否能形成电流。

非门 NOT Gate

非门就是否定的意思,你输入1它就输出0,你输入0它就输出1。
如何构建一个非门?看下图:

断开的非门

如果从Gate输入的电压很低,就无法击穿晶体管中的电路,那么整个负载回路并没有电流,所以上面输出的电压也是high。

相反,如果Input输入高电压high,那么就会激活负载回路,形成电流也就形成电压差异,这时候上面输出的电压就变为low。如下图:

输如low它就输出high,输入high它就输出low,这就是一个最简单的非门电路。
非门电路的符号如下图,也就是说下面一个符号可以代表上面图中全部电路:

非门符号

或非门 NOR Gate

我们还是考虑上面这个电路,如果有两个单独的开关会怎么样?

或非门NOR Gate

从图中我们可以看出,两个输入InputA和InputB,只要有一个high,最终输出Output就是low。如果AB两者都high,那么结果也是low。只在AB两者都low的时候,输出才是high。如下图所示:


或非门都断开

如果我们把high视为1,把low视为0,那么或非门仅在两个输入都是0的时候才会输出1。

或非门的符号如下:


为什么叫做“或非”门,看完下面的或门或许就明白了。

或门OR Gate

我们把一个或非门后面连接一个非门会怎样?

或非门+非门

或非门是两个输入只要有一个是1的时候就会得到0,只在都是0的时候才能得到1。那么上图就是两个输入只要有一个1的时候就会得到1,只有在两个都是0的时候才能得到0。

这个连接的结果就是两者只要有一个为真,结果就为真,除非两者都为假,结果才为假。if a==1 or b==1...,这不就是or的意思吗?

所以或非门连接非门得到或门或门的符号如下图(只比或非门少了个小圈):

或门符号

与门 AND Gate

我们还是使用NOT和NOR连接,但这次我们把NOR的两个输入前面添加两个NOT否定:

两个非门连或非门

我们知道,或非门是两个输入只要有一个是1的时候就会得到0,只在都是0的时候才能得到1,也就是:
11\to0,10\to0,01\to0,00\to1
现在输入连了两个非门,输入就被颠倒了,现在输入0相当于原来输入1,现在输入1相当于原来输入0,就得到:
00\to0,01\to0,10\to0,11\to1
这个规律可以描述为两者都为1结果才为1,if a==1 and b==1...,这就是与门AND Gate与门的符号是:

与门符号

与非门 NAND Gate

有了前面或非门的知识,与非门就好理解了,就是AND后面加个NOT:

AND连NOT

把上面与门的
00\to0,01\to0,10\to0,11\to1
翻转结果就得到与非门:
00\to1,01\to1,10\to1,11\to0
也就是两者都为1的时候结果才为0

与非门的符号如下,就是与门多了一个小圆圈:

与非门符号

还有一个异或门我们下一篇文章再介绍。


欢迎关注我的专栏( つ•̀ω•́)つ【人工智能通识】
更多相关文章请点击如何从零开始制造计算机?


每个人的智能新时代

如果您发现文章错误,请不吝留言指正;
如果您觉得有用,请点喜欢;
如果您觉得很有用,欢迎转载~


END

相关文章

  • 【科普】逻辑门电路-1

    欢迎关注我的专栏( つ•̀ω•́)つ【人工智能通识】更多相关文章请点击如何从零开始制造计算机? 继续前面的文章【科...

  • 【科普】逻辑门电路-2

    欢迎关注我的专栏( つ•̀ω•́)つ【人工智能通识】更多相关文章请点击如何从零开始制造计算机? 异或门 XOR G...

  • 【科普】逻辑门电路-3

    欢迎关注我的专栏( つ•̀ω•́)つ【人工智能通识】更多相关文章请点击如何从零开始制造计算机? 继续前面的文章【科...

  • 计算机原理

    1利用逻辑门电路构造二进制加法器

  • 03 逻辑门电路

    几个概念 逻辑,事物的因果关系。 门电路,输出与输入之间遵循逻辑规律。与、或、非 等等。描述逻辑问题时,先要说明事...

  • 模数电内容

    模拟电路:放大器,振荡器,滤波器,信号与运算电路,信号发生器等。 数字电路:逻辑门电路,组合逻辑电路,触发器,时序...

  • 二极管三极管构成的与、或、非门电路

    基本门电路如下:

  • 栈的应用: 十进制转化

    二进制:计算机原理中最基本的概念,作为组成计算机最基本部件的逻辑门电路,其输入和输出只包含0和1。 进制:用多少个...

  • 一种逻辑门的代码表达形式

    最近在做逻辑门的模拟,通过代码实现与、或、非,并在此基础上组装出更加复杂的门电路。 场景是这样的: 与非门(NAN...

  • 图解门电路

    [图片上传中...(image.png-3d9c-1555083725121-0)] not / 非门 RESUL...

网友评论

    本文标题:【科普】逻辑门电路-1

    本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/jwzrfctx.html