基本邏輯門電路及其應(yīng)用概述

高 慧

（湖南財(cái)經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，衡陽 421002）

1 基本邏輯門電路介紹

門電路是數(shù)字電路的基本組成單元，電路中可以有一個或者多個輸入，但是輸出只有一個。電路的輸入信號只有兩類信號，要么是輸入0信號，要么是輸入1信號，0和1是二進(jìn)制數(shù)字，代表電路中的高電平和低電平。與門電路在生活中主要是用作邏輯開關(guān)的作用，邏輯又可以分為正邏輯和負(fù)邏輯兩種邏輯關(guān)系，正邏輯指的是高電位為1、低電位為0的邏輯關(guān)系，負(fù)邏輯指的是高電位為0、低電位為1的邏輯關(guān)系。1和0信號都對應(yīng)著集成電路里面的開關(guān)信號，使得輸出電位變成高電位或者低電位，從而去控制后面的電路。

1.1 與門電路

能夠?qū)崿F(xiàn)與邏輯關(guān)系的電路稱為與門邏輯電路。與門其實(shí)就是一個乘法電路，乘法運(yùn)算中只要有零這個乘數(shù)，那么結(jié)果肯定為零，與門電路也是一樣，只不過在與門電路中輸入的信號只可能是0和1的二進(jìn)制數(shù)字信號。

1.2 或門電路

能夠?qū)崿F(xiàn)或邏輯運(yùn)算的電路稱為或門邏輯電路。或門電路本質(zhì)上就是一個加法電路，加法運(yùn)算中只要不是加數(shù)都為0的情況，那么結(jié)果肯定是大于零的。或門電路也是一樣，不同的是在或門電路中輸入的信號都是0和1的二進(jìn)制數(shù)字信號，運(yùn)算的結(jié)果滿足有一出一，全一出零。

1.3 非門電路

能夠?qū)崿F(xiàn)非邏輯關(guān)系的電路稱為非門電路，非門電路本質(zhì)上就是一個取反電路，簡單來講就是輸入信號為1，輸出信號為0，輸入信號為0，輸出信號為1，輸入和輸出信號剛好相反。

1.4 與非門電路

所謂的與非門電路就是一個與門電路和一個非門電路的結(jié)合，在邏輯關(guān)系上輸入信號先進(jìn)行與邏輯運(yùn)算，再進(jìn)行非邏輯運(yùn)算。與邏輯運(yùn)算的輸出結(jié)果作為非運(yùn)算的輸入信號。假設(shè)輸入信號用二進(jìn)制信號0和1來表示的話，與運(yùn)算的結(jié)果就像做乘法運(yùn)算，我們都知道乘法運(yùn)算中只要有零，那么結(jié)果肯定為零，全部輸入信號都為1的情況下輸出的結(jié)果才為1.整個與非門的輸入結(jié)果就是把與門的輸出信號再進(jìn)行取反，簡單來講就是先與再非。

1.5 或非門電路

所謂的或非門電路就是一個或門電路和一個非門電路的結(jié)合，在邏輯關(guān)系上輸入信號先進(jìn)行或邏輯運(yùn)算，再進(jìn)行非邏輯運(yùn)算。或邏輯運(yùn)算的輸出結(jié)果作為非運(yùn)算的輸入信號。假設(shè)輸入信號用二進(jìn)制信號0和1來表示的話，或運(yùn)算的結(jié)果就像做加法運(yùn)算，我們都知道加法運(yùn)算中只有輸入全部為零，那么結(jié)果才為零，其他情況輸出全部為1.整個或非門的輸入結(jié)果就是把或門的輸出信號再進(jìn)行取反，簡單來講就是先或再非。

2 邏輯門電路應(yīng)用

2.1 非門電路的應(yīng)用

類比生活中的實(shí)例，我們可以把門電路看成是一扇門，門上面加了鎖。用鑰匙0去開門，輸出的信號為1，用鑰匙1開門，輸出的信號為0，實(shí)現(xiàn)這種邏輯的電路就是非門電路。也就是說在邏輯上入0出1、入1出0，也可以理解為自己的房門鑰匙打不開門，別的鑰匙卻能打開門。

2.2 與門電路的應(yīng)用

與門電路類似于房門上同時加了兩把或者兩把以上的鎖，要想開門的話，必須同時打開兩扇門。比如說單元樓道里的自動感應(yīng)燈就是利用的與門電路的原理，電路中串接了光敏信號和聲音信號兩個傳感器，必須滿足當(dāng)光敏傳感器和聲音傳感器同時收到黑暗環(huán)境信號和震動的聲音信號時燈光才亮，也就是兩把鑰匙同時開門才有效。還可以作為數(shù)字電路中比較兩路信號A與B的大小，數(shù)字信號的A>B，意思就是A=1，B=0。把A信號作為與門的一路輸入信號，B信號先接一個非門，然后把非門的輸出信號作為與門的另外一路輸入信號，這種電路只有當(dāng)輸入的信號滿足A=1，B=0的時候，輸出信號才為1，也就是說如果輸出信號為1，就可以說明輸入的信號A>B。

2.3 或門電路的應(yīng)用

或門電路類似于并聯(lián)兩個以上開關(guān)去控制一盞燈，只要打開其中任意一個開關(guān)就可以把燈打開。

2.4 與非門電路的應(yīng)用

（1）假設(shè)飛機(jī)的起落架分別用A、B、C輸入信號來表示，兩盞指示燈的輸出信號分別為F和Y，F(xiàn)代表綠燈信號，Y代表紅燈信號，只有當(dāng)飛機(jī)起落架全部打開時，對應(yīng)的輸入信號A、B、C全部為1，這個時候F信號燈亮起，飛機(jī)起飛。

（2）假設(shè)我們鐵路系統(tǒng)的火車分為特快，直快和普快列車，通行的次序也按照特快、直快、普快列車的優(yōu)先順序通行。某車站同一時間只能有一趟列車從車站開出，也就是說只能給出一個發(fā)車信號。這個時候，我們就可以利用與非門電路來實(shí)現(xiàn)這種邏輯關(guān)系。把特快、直快和普快列車的發(fā)車信號作為與非門的輸入信號，0信號代表列車不出站，1信號代表列車申請出站，按照三種列車的出站優(yōu)先級，確定出站的排列組合情況，就可以設(shè)計(jì)出合理的組合邏輯電路來實(shí)現(xiàn)這種邏輯關(guān)系。