數(shù)字系統(tǒng)處于人類(lèi)技術(shù)的頂峰。此類(lèi)系統(tǒng)通常包含一個(gè)微控制器或計(jì)算機(jī)，以數(shù)字形式存儲(chǔ)、處理和交流信息。

但這就是一切的表面。

數(shù)字電路以二進(jìn)制數(shù)字形式（1 和 0）交換信息。此外，邏輯門(mén)奠定了我們今天擁有的大量數(shù)字邏輯電路的基礎(chǔ)。

但是，如果您想更深入地了解基本邏輯門(mén)真值表，則必須熟悉布爾邏輯。

幸運(yùn)的是，我們寫(xiě)這篇文章是為了告訴你關(guān)于邏輯門(mén)、二進(jìn)制輸入、邏輯運(yùn)算和輸入組合的一切。

那么，系好安全帶，讓我們開(kāi)始吧！

什么是邏輯門(mén)和真值表？

在數(shù)字世界中，邏輯異或門(mén)是一組協(xié)同工作以處理標(biāo)準(zhǔn)布爾函數(shù)的晶體管。 

另外，它是一種工具，可在組合輸入電平的同時(shí)產(chǎn)生單個(gè)輸出電平。因此，邏輯 1 表示高，而邏輯 0 表示低。

通過(guò)二進(jìn)制輸出數(shù)學(xué)函數(shù)的不同組合，您可以完全實(shí)現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)的形狀。

它是如何工作的？

由于數(shù)字邏輯門(mén)的相互關(guān)系，各種計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算。 

制造商通過(guò)分子、晶體管、光學(xué)器件、二極管和繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)基本的門(mén)。甚至通過(guò)不同的機(jī)械元件。因此，您可以將邏輯門(mén)視為電子電路。 

您可以構(gòu)建不同形式的邏輯門(mén)，例如小規(guī)模集成電路 (SSI)、超大規(guī)模集成電路 (VLSI)和大規(guī)模集成電路 (LSI)。 

此外，您可以訪問(wèn)集成電子設(shè)備的所有門(mén)的輸出和輸入，以及外部連接——類(lèi)似于單個(gè)邏輯門(mén)。

真值表

真值表

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真值表包含輸入變量的不同組合。它還顯示匹配的輸出變量。

此外，真值表解釋了邏輯電路的門(mén)輸出如何響應(yīng)不同的輸入邏輯電平。 

在這個(gè)表上，電壓電平是邏輯 1 和邏輯 0。另外，我們有兩個(gè)邏輯電平，即負(fù)邏輯和正邏輯。

邏輯高和邏輯低

簡(jiǎn)單邏輯門(mén)的所有輸入和輸出都有兩個(gè)電平；ON 和 OFF，HIGH 和 LOW，TRUE 或 FALSE，或 1 和 0。

對(duì)于正邏輯系統(tǒng)，高電平為 1，低電平為 0。 

但在負(fù)邏輯系統(tǒng)中，高電平為0，低電平為1。 

但是，當(dāng)您考慮 TTL（晶體管-晶體管邏輯）時(shí)，您可以將較低狀態(tài)視為 0 伏，將較高狀態(tài)視為 5 伏。

邏輯門(mén)的類(lèi)型

我們有七種主要類(lèi)型的門(mén)，您可以組合起來(lái)集成各種數(shù)字組件。讓我們仔細(xì)看看所有七種類(lèi)型的邏輯門(mén)以及它們是如何工作的。

與門(mén)

AND 門(mén)需要兩個(gè)或多個(gè)輸入才能運(yùn)行，并且只產(chǎn)生一個(gè)輸出。當(dāng)所有輸入都處于邏輯 1 狀態(tài)時(shí)，與門(mén)將產(chǎn)生邏輯 1 輸出。 

同樣，當(dāng)所有輸入都處于邏輯 0 狀態(tài)時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生邏輯 0 輸出。

表示與運(yùn)算的符號(hào)是“.” 或者根本沒(méi)有符號(hào)。 

此外，如果您有 X 和 Y 輸入，則與門(mén)輸入可以將輸出表示為 Z = XY。您還可以將與門(mén)類(lèi)型稱(chēng)為“全有或全無(wú)門(mén)”。 

以下是三輸入和二輸入與門(mén)的邏輯符號(hào)和真值表。

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三輸入與門(mén)

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真值表

此外，您可以通過(guò)使用晶體管或二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)分立的與門(mén)。 

您可以相應(yīng)地將 X 和 Y 輸入表示為 0V 或 +5V。此外，Z 表示輸出。 

對(duì)于與門(mén)的二極管，如果兩個(gè)輸入具有相同的值，X = +5V 和 Y = +5V，二極管將處于關(guān)閉狀態(tài)。 

因此，電流不會(huì)流經(jīng)電阻器。因此，不會(huì)有電壓降。因此，輸出為 Z=+5V。 

同樣，如果兩個(gè)輸入都 = 0v，并聯(lián)二極管將處于導(dǎo)通狀態(tài)。因此，二極管將表現(xiàn)得像短路。此外，輸出匹配 0V。

邏輯門(mén)真值表—— 或門(mén)

與 AND 獨(dú)立門(mén)一樣，OR 門(mén)有兩個(gè)或多個(gè)輸入并產(chǎn)生單個(gè)輸出。 

但是，如果其輸入之一處于邏輯 1 狀態(tài)，則或門(mén)將產(chǎn)生邏輯 1 輸出。同樣，如果其輸入之一處于邏輯 0 狀態(tài)，它將產(chǎn)生邏輯 0 輸出。 

換句話說(shuō)，OR 門(mén)是一個(gè)單一的設(shè)備，只要它的一個(gè)輸入是 1，它的輸出就是 1。用來(lái)表示它的符號(hào)是“+”。

因此，如果我們將 X 和 Y 作為輸入，則可以將輸出表示為 Z=X+Y。此外，您可以將 OR 門(mén)稱(chēng)為“任何或所有門(mén)”。 

以下是三輸入和二輸入 OR 門(mén)的邏輯門(mén)符號(hào)和真值表：

二輸入或門(mén)

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真值表

三輸入或門(mén)

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真值表

此外，您可以使用晶體管或二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)分立的 OR 門(mén)。X 和 Y 輸入相應(yīng)地為 0v 或 +5V。此外，Z 表示輸出。

如果兩個(gè)輸入具有相同的值，X=0V 和 Y=0V，兩個(gè)二極管都將處于關(guān)閉狀態(tài)。因此，阻止電流流過(guò)電阻器。由于沒(méi)有電壓降，輸出為 Z = 0V。

此外，如果兩者或任何輸入 = +5V，并聯(lián)二極管將處于 ON 狀態(tài)并像短路一樣工作。

邏輯門(mén)真值表—— 非門(mén)

非門(mén)將其輸入變?yōu)橄喾吹摹?/span>因此，我們也可以稱(chēng)其為逆變器。非門(mén)只有一個(gè)輸入和一個(gè)并行輸出。

該設(shè)備的輸出始終是輸入的補(bǔ)充。所以，如果我們有一個(gè)邏輯 0 輸入，非門(mén)將產(chǎn)生一個(gè)邏輯 1 輸出，反之亦然。 

“-”符號(hào)代表非操作。當(dāng)“X”代表輸入變量而“Z”代表輸出變量時(shí)，您可以將 NOT 運(yùn)算讀作 Z = X bar；您可以將 NOT 操作讀為 Z = X bar。 

這是非門(mén)的邏輯符號(hào)和真值表：

非門(mén)符號(hào)

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真值表

X 表示的輸入是 0V 或 +5V。Z 也將代表輸出。因此，當(dāng)輸入 X 等于 0V 時(shí)，晶體管 (Q1) 會(huì)反向偏置并保持關(guān)閉狀態(tài)。 

因此，電流不會(huì)流經(jīng)電阻器。由于沒(méi)有電壓降，輸出電流 (Z) 與 +5V 匹配。

邏輯門(mén)真值表—— 與非門(mén)

與非門(mén)是第一個(gè)通用門(mén)。通用門(mén)可以單手實(shí)現(xiàn)邏輯電路。 

這個(gè)門(mén)可以執(zhí)行三個(gè)主要的邏輯級(jí)功能——AND、OR 和 NOT。此外，與非門(mén)是非門(mén)和與門(mén)的融合。

符號(hào)“—”表示NAND操作。僅當(dāng)每個(gè)輸入具有邏輯 1 電平時(shí)，與非門(mén)才會(huì)產(chǎn)生邏輯 0 輸出。 

這是二輸入與非門(mén)的符號(hào)和真值表：

兩輸入與非門(mén)

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真值表

當(dāng)分立與非門(mén)的輸入 X 和 Y 等于 +5V 時(shí)，兩個(gè)二極管都將處于關(guān)閉狀態(tài)。此外，晶體管 (Q1) 將從電阻器的電源獲得足夠的基極驅(qū)動(dòng)。因此晶體管將導(dǎo)通，輸出與 0V 匹配。

邏輯門(mén)真值表—— 或非門(mén)

NOR 代表 NOT OR，這使得 NOR 門(mén)成為 NOT 門(mén)和 OR 門(mén)的組合。或非門(mén)是第二個(gè)通用門(mén)。此處，NOR 門(mén)僅在每個(gè)都處于邏輯 0 電平時(shí)產(chǎn)生邏輯 1 電平輸出。 

此外，對(duì)于其他輸入組合，輸出保持在邏輯 0 電平。這是或非門(mén)的符號(hào)和真值表：

兩輸入或非門(mén)符號(hào)

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真值表

兩個(gè)輸入與門(mén) X 和 Y 表示的輸入可能是 0V。因此，晶體管Q1和Q2保持關(guān)斷。因此，沒(méi)有電壓流過(guò)電阻器。由于不會(huì)有壓降，輸出電流 (Z) 與 +5V 匹配。

但是，如果任何輸入等于 +5V，或兩個(gè)輸入都與 5V 匹配，則類(lèi)似的晶體管將保持導(dǎo)通。因此，輸出電流與地相關(guān)且 = 0V。

邏輯門(mén)真值表—— 異或門(mén)

Ex-OR 門(mén)是一個(gè)具有兩個(gè)輸入和一個(gè)輸出的邏輯電路。如果它的兩個(gè)輸入中的任何一個(gè)為邏輯 1 狀態(tài)，或者兩個(gè)輸入都處于邏輯 1 狀態(tài)，則它采用邏輯 1 狀態(tài)。 

此外，輸出采用邏輯 0 狀態(tài)。您可以像反相器一樣使用 Ex-OR 門(mén)。為此，您必須將一個(gè)輸入端子連接到邏輯 1。 

這是符號(hào)和真值表：

異或門(mén)

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真值表

邏輯門(mén)真值表-異或非門(mén)

X-NOR 門(mén)是 X-OR 和 NOT 門(mén)的融合。它還具有兩個(gè)輸入和一個(gè)輸出的概念。 

當(dāng)兩個(gè)輸入均為邏輯 0 或邏輯 1 時(shí)，X-NOR 將具有邏輯 1 輸出。如果輸入的一部分為 1 而另一部分為 0，則輸出將為邏輯 0。 

此外，您可以將此門(mén)稱(chēng)為巧合門(mén)。為什么？簡(jiǎn)單的！如果輸入匹配，它只產(chǎn)生輸出 (1)。 

您還可以通過(guò)將兩個(gè)輸入端子連接到邏輯 0 來(lái)將此門(mén)用作反相器。 

這是符號(hào)：

異或非門(mén)

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包起來(lái)

數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的邏輯門(mén)各有其獨(dú)特的應(yīng)用。AND 門(mén)用作使能門(mén)，允許數(shù)據(jù)通過(guò)通道進(jìn)行處理。此外，或門(mén)有助于檢測(cè)電路中的多個(gè)事件。

NOT 類(lèi)型的門(mén)在大多數(shù)電路中的工作方式類(lèi)似于反相器，而與非門(mén)在幾乎所有電路中都普遍使用。NOR 門(mén)也是通用的，XOR 和 XNOR 門(mén)分別對(duì)算術(shù)運(yùn)算進(jìn)行評(píng)估，并有助于電路中的奇偶校驗(yàn)檢測(cè)和加密。好了，這篇文章到此結(jié)束。如果您有任何問(wèn)題，請(qǐng)隨時(shí)與我們聯(lián)系，我們將很樂(lè)意為您提供幫助。