逻辑门

    xiaoxiao2021-04-03  262

    常用的逻辑门有两种常用的表示法,他们皆由ANSI(美国国家标准协会)/IEEE(电机电子工程师学会) Std 91-1984 跟作为其补充的 ANSI/IEEE Std 91a-1991。 “特殊形状符号”是用过去电路简图为基础以及50年代、60年代MIL-STD-806作衍生;有时也被描述成“军事”,而这个也反映了它的起源。“IEC矩形国标符号”是以ANSI Y32.14跟一些早期工业用的符号为基础,再重新由IEEE跟IEC(国际电工委员会)做微调而成;在每个符号中皆可以发现有矩形的外框围着所代表的字,且相较于旧的表示法,他可以涵盖更多的逻辑门[1]。ICE的标准也被转换成其他的表示法,像是欧洲的EN(欧洲标准委员会)60617-12:1999、英国的BS(由英国标准学会制定) EN 60617-12:1999跟德国的DIN EN 60617-12:1998。

    类型 ANSI及IEEE标准 IEC标准 名称 短释 逻辑函数表示 真值表AND“与”门╱“及”闸╱“且”闸所有输入为高时,才会有高的输出。

    一低出低。

    {\displaystyle A\cdot B} 输入输出ABA AND B000010100111 OR“或”门/“或”闸所有输入为低时,才会有低的输出。

    一高出高。

    {\displaystyle A+B\,} 输入输出ABA OR B000011101111 NOT“非”门╱反相器╱“反”闸╱逆变器输入的高低状态会逆转。{\displaystyle {\bar {A}}} 输入输出ANOT A0110 在电子领域中,NOT闸也常常被称为Inverter。符号的后面常常被称为泡泡,这个泡泡常被用来表示外部逻辑状态及内部逻辑状态(气泡右侧及气泡左侧)的否定关系(1变0、0变1)。在电路图中,一定需要定义0和1的状态,通常高电位 = 1 (=5V) , 低电位 = 0(=GND);当然有些时候如果我们要将高电位设为0时,可以直接在电路图中说明,这称为直接极性指示,可以参见IEEE Std 91/91A 跟 IEC 60617-12,两者表示法中泡泡跟电路图中的说明可以在使用特殊形状符号及矩形国标符号的电路图中使用,但是纯逻辑电路图只有泡泡可以使用。NAND“与非”门╱“反及”闸╱“非与”闸╱“反且”闸所有输入为高时,才会有低的输出。

    一低出高。

    {\displaystyle {\overline {A\cdot B}}} 输入输出ABA NAND B001011101110 NOR“或非”门╱“反或”闸╱“非或”闸╱“反或”闸所有输入为低时,才会有高的输出。

    一高出低。

    {\displaystyle {\overline {A+B}}} 输入输出ABA NOR B001010100110  XOR“异或”门╱“互斥或”闸只有其中一个输入为高时,输出为高;否则为低。{\displaystyle A\oplus B} 输入输出ABA XOR B000011101110 XOR闸 (exclusive-OR) 的输出为1只有当两个输入是不同的状态;反之当两者输入为相同的,输出为0,不论输入为0或1。如果有超过两个输入的话,当输入端为1的数目是奇数。实际使用上,这些闸是由更基本的逻辑门组合成的。XNOR“同或”门╱“反互斥或”闸╱“互斥反或”闸╱“互斥或非”闸只有其中一个输入为高时,输出为低;否则为高。{\displaystyle {\overline {A\oplus B}}}

    {\displaystyle {A\odot B}}

    输入输出ABA XNOR B001010100111  BUF“是”门╱同相器╱“同”闸╱中继器输出一个与输入相同的高低状态。{\displaystyle A} 输入输出ABUF A0011 IMPLY“蕴含”门╱“蕴含”闸如果第一输入为低时,输出高,否则输出与第二输入相同的高低状态。{\displaystyle A\to B} 输入输出ABA IMPLY B001011100111 NIMPLY“蕴含非”门╱“蕴含非”闸如果第一输入为低时,输出低,否则输出与第二输入相反的高低状态。{\displaystyle {\overline {A\to B}}}

    {\displaystyle \lnot (a\to b)}

    输入输出ABA NIMPLY B000010101110

    通用逻辑门[编辑]

    参见: 自足算子

    查尔斯·桑德斯·皮尔士(1880–81的冬天)指出NOR闸可以单独使用(或者NAND闸也可以)来产生其他逻辑门的所有功能,不过他的这个研究一直到1933年才发表。[1]在1913年,Henry M. Sheffer第一个发表NAND闸可以做出全部的功能的证明,也因此NAND闸的逻辑运算有时候也称为谢费尔竖线(Sheffer stroke);NOR闸有时叫Peirce's arrow。[2]所以这些闸有时候叫做通用逻辑门

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