在數字電路中,有與門、或門、非門三種基本邏輯門電路,用這三種基本邏輯門電路又可以組成復雜的組合邏輯門電路(與非門、或非門、與或非門、異或門、同或門)。
由基本邏輯門電路和組合邏輯門電路又可以組成更為復雜的鎖存器、觸發器、定時器、寄存器、計數器等邏輯器件是門邏輯原件的圖形符號是門邏輯原件的圖形符號,然后可以由眾多邏輯器件組成可編程邏輯器件PLD、單片機MCU、微處理器MPU、數字信號處理器DSP等集成電路。
一. 數字電路中的邏輯門電路分類 1.1 三種基本邏輯門電路
1849年英國數學家喬治.布爾( Boole)首先提出了進行邏輯運算的數學方法-布爾代數。
后來,布爾代數被廣泛應用于解決開關電路和數字邏輯電路的分析與設計中,所以也將布爾代數稱為開關代數或邏輯代數。
①邏輯代數的三種基本運算
■AND:與運算;
■OR:或運算;
■NOT:非運算。
②與、或、非運算的應用電路
以A=1表示開關A合上,A=0表示開關A斷開;以Y=1表示燈亮,Y=0表示燈不亮;
上圖中,(a)為邏輯與運算、(b)為邏輯或運算、(c)為邏輯非運算。
③與、或、非門電路
將實現邏輯運算的單元電路稱為門或門電路,所以我們將上述的三種基本邏輯運算稱為:
■與門(電路);
■或門(電路);
■非門(電路)。
④布爾表達式
邏輯運算可以寫成布爾表達式:
■與門:Y=A.B;
■或門:Y=A+B;
■非門:Y=~A。
其中,A、B為輸入變量,Y為輸出變量。
⑤圖形符號
IEEE(電氣與電子工程師協會)和IEC(國際電工委員會)共同認定了兩套圖形符號:特定外形符號和矩形輪廓符號。特定外形符號使用最為普遍。
■與門符號:
■或門符號:
■非門符號:
■緩沖器(不當作基本門電路):
緩沖器只會改變邏輯信號的電氣特性,不會影響邏輯信號的狀態;緩沖器邏輯符號類似單端輸入模擬放大器,但沒有任何邏輯功能,所以通常不被當作一種基本的門電路。
⑥真值表
■與邏輯真值表:
速記口訣:有“0”出 “0”,全 “1”出“1”。
■或邏輯真值表:
速記口訣:有“1”出 “1”,全 “0”出“0”。
■非邏輯真值表:
速記口訣:輸出與輸入反相。
1.2 五種組合邏輯門電路
用與門、或門、非門三種基本門電路的組合來實現更加復雜的組合邏輯門電路。
①與非門
②或非門
③與或非門
④異或門
⑤同或門
1.3 數字電路中的邏輯門電路圖形符號對照表