模擬信號是指用連續(xù)變化的物理量表示的信息,比如,溫度、濕度、電流、電壓等等,它的值是連續(xù)變化的,在一定時間范圍內(nèi)可以有無限個不同的取值。
數(shù)字信號的取值是離散的、不連續(xù)的信號,數(shù)字信號常用二進(jìn)制中的1和0表示。
在數(shù)字電路中,門電路是數(shù)字電路的基本單元,很多復(fù)雜的數(shù)字電路都是由這些基本的單元組成的。最基本的門電路是與門、或門、非門。
這3種基本的邏輯門電路通過相互組合,還能組合出與非門、或非門、同或門、異或門等。
門電路是這樣的一種電路,它的輸入輸出只有兩種狀態(tài),要么是0,要么是1,通常是這樣規(guī)定的,1為高電平,0為低電平。
門電路是邏輯電路,它規(guī)定輸入的信號要滿足某種邏輯關(guān)系時,才會有信號輸出。下面跟著電路菌一起看看這幾種門電路的特點(diǎn)吧!
01與門
與門電路能實(shí)現(xiàn)“與”邏輯關(guān)系,與門有兩個以上的輸入端,一個輸出端,與門電路的邏輯符號如下圖(a)所示。
與門電路可以由上圖(b)的二極管和電阻器電路實(shí)現(xiàn),與門電路的輸入端都輸入1(高電平)時,輸出端Y才會輸出1,否則輸出端Y輸出0,
例如,在上圖中,與門電路輸入0和1,假設(shè)電源電壓為 5V,那5V就是高電平,0V是低電平,只要其中任意一個二極管導(dǎo)通,輸出端Y就會被鉗位為0.2V(低電平)。
只有當(dāng)兩個二極管截止時,輸出端Y才輸出5V(高電平),這就是與門。與門電路用數(shù)學(xué)表達(dá)式可以表示為:
與門邏輯表達(dá)式:Y=AB
我們可以把輸入輸出有可能的取值用一個表(真值表)列出來:
真值表是用來表示輸入輸出之間全部可能狀態(tài)的表格,在數(shù)字電路分析過程當(dāng)中經(jīng)常使用,在真值表中可以看出輸入輸出全部有可能的取值。
02或門或門電路能實(shí)現(xiàn)“或”邏輯關(guān)系,或門電路的邏輯符號如下圖(a)所示。
或門電路可由上圖(b)的電路實(shí)現(xiàn),或門電路的輸入端只要有一個為1(高電平)時,輸出端Y就會輸出1;當(dāng)輸入端都為0時,輸出端Y輸出0。
例如,在上圖中,當(dāng)輸入低電平(0V)時,兩個二極管截止,輸出端為低電平。
而當(dāng)輸入端的輸入任意一個為高電平(1)時,就會有一個二極管導(dǎo)通,輸出端Y就會鉗位為高電平(4.8V),這就是或門,或門電路用數(shù)學(xué)表達(dá)式可以表示為:
或門邏輯表達(dá)式:Y=A B
或門電路的真值表是這樣的:
03非門
非與門電路能實(shí)現(xiàn)“非”邏輯關(guān)系,非門只有一個輸入端,一個輸出端,非門電路的邏輯符號如下圖(a)所示。
非門電路可以由上圖(b)的三極管電路來實(shí)現(xiàn),當(dāng)非門電路輸入高電平(1)時,輸出端會輸出低電平(0)。
如上圖所示,上圖的三極管是NPN型三極管,當(dāng)輸入端輸入0V時(低電平),三極管就會進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài),輸出端就會5V(高電平)。
而當(dāng)輸入端如果輸入5V時(高電平),三極管會進(jìn)入飽和狀態(tài),集電極和發(fā)射極壓降很小,就像是開關(guān)閉合,所以輸出端Y為低電平。
如果對三極管放大、飽和、截止三種工作狀態(tài)還不太明白的朋友,可以閱讀一下電路菌之前寫的:對于三極管3種工作狀態(tài)的理解,我只能幫你到這了!
04與非門、或非門、同或門、異或門
文章上面是最基本的三種邏輯門電路,當(dāng)這三種門電路之間進(jìn)行相互組合,還能組成其它與非門、或非門、同或門、異或門等門電路。
如下圖所示,當(dāng)與門和非門進(jìn)行組合時,就成了與非門。
如下圖所示,當(dāng)或門和非門進(jìn)行組合時,就成了或非門。
而當(dāng)四個與非門進(jìn)行相互組合時,可以組合成異或門電路,如下圖所示。
異或門的特點(diǎn)是:同為0,異為1。也就是說當(dāng)兩個輸入都為0或者都為1時,輸出就為0;而當(dāng)兩個輸入一個是0,另一個是1時,輸出就為1。
當(dāng)三個與非門和一個與門進(jìn)行組合時,可以組合成同或門電路,如下圖所示。
同或門的特點(diǎn)是:同為1,異為0。也就是說當(dāng)兩個輸入都為0或都為1時,輸出才為1,如果兩個輸入一個是0,另一個是1時則輸出為0。
沒想到吧,就三個與、或、非門組合起來還能玩出這么多花樣! 當(dāng)然,除了上面這幾個電路,經(jīng)過組合還能出來其它的組合邏輯電路。
—— The End —-