該 邏輯門是數字電子學的基礎. 因此，它們非常重要，如果您想開始使用它們，您應該知道它們是什麼、它們是如何構成的以及它們的功能。 因此，您可以使用市場上存在的具有此類門的系列芯片，以便您可以開始使用這種邏輯來製作自己的項目。
這些門，結合其他 電子元器件，即使是像這樣的盤子 Arduino的, 他們可以給創客帶來很多樂趣 你可以親眼看到。
什麼是邏輯門？
該 邏輯門 它們是實現數字電子電路的數字邏輯的基本要素。 這些門根據其輸入狀態在其輸出端提供低 (0) 或高 (1) 電壓信號。 他們一般有一個出口和兩個入口，但也可能有超過2個入口的門。 此外，還有反相門或非門等特性，它只有一個輸入和一個輸出。
由於這些布爾輸入和輸出，您可以獲得 基本二元邏輯運算，如加法、乘法、求反等。
它們是如何實施的？
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- TTL 中的與非門
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- CMOS中的與非門
邏輯門不僅可以以一種方式實現。 事實上，這就是為什麼有不同的 邏輯家庭. 這些系列中的每一個都將使用不同的電子元件以一種方式實現門。
通過 例子如果芯片使用 TTL，則柵極將由雙極晶體管組成，而 CMOS 邏輯僅基於 MOSFET 晶體管。 除了這兩個通常最流行的家族外，還有其他的，如BiCMOS（結合雙極和CMOS晶體管）、RTL（電阻器和雙極晶體管）、DTL（二極管和晶體管）、ECL、IIL等。
沒有一個家庭比另一個好得多，這將取決於應用程序。 但儘管如此， CMOS 它是CPU、MCU、GPU、內存等高級電路中使用最多的一種。 對於其他更簡單的電路，找到 TTL 也很常見。
應用
這些邏輯門的應用是無窮無盡的。 使用這些必不可少的“磚塊”，您可以構建 多種數字電路. 從一個簡單的加法器，到一個複雜的 CPU，通過許多您可以想像的其他電路。 事實上，您每天使用的許多系統，例如您的 PC、電視、手機等，都有數十億個邏輯門。
Un 實際例子 邏輯門的應用就是這個簡單的加法器，你可以在上圖中看到。 這是一個非常簡單的電路，它能夠在其輸入中添加兩位（A 和 B）以給出總和結果，以及進位，即你帶走的東西......你可以看到它會得到的結果在下表中給出：
| A | B | 總和 | 攜帶 | 二進制結果 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 00 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 01 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 01 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 10 |
如果你看這個表，如果你在二進制中加 0 + 0 它給你 0，如果你加 1 + 0 它是 1，但如果你加 1 + 1 它會得到 2，這在二進制系統中對應於 10。
邏輯門的類型
至於 邏輯門的類型，你有很多，儘管最常用的是以下（帶有它們的真值表）：
- 緩衝區（是）： 它被稱為緩衝區或直接門，因為它的輸出將與它的輸入具有相同的狀態。 儘管它看起來毫無用處，但在許多邏輯電路中，它通常用作電流放大器或電壓跟隨器。
| 入口 | 出口 |
|---|---|
| 0 | 0 |
| 1 | 1 |
- 非（逆變器）： 是邏輯否定 (¬ o ')，也就是說，它反轉其輸出的位。
| 入口 | 出口 |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
- 和 (Y): 這個另一個門執行其輸入的二進制位的乘積函數（·）。 也就是說，這就像將 A 和 B 相乘。因此，任何乘以零都是零，如果兩個輸入都是 1，它只會給它的輸出一個。 因此它的名字是 1 AND 1。
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
- 金子）： 這個另一個門執行邏輯加法運算（+）。 也就是說，它的輸出之一或另一個，或兩者都必須為 1 才能使其輸出為 1。當兩者都為 0 時，輸出也為 0。
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
- XOR（或獨占）： 此異或執行布爾函數 A'B + AB '，其符號為
. 在這種情況下，如果它的兩個輸入相等，則輸出為 0。如果它們不同，則為 1。
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
- NAND（Y 否定）： 是取反的邏輯積，即 AND 的逆。 這就像在 AND 輸出上使用 NOT 來反轉輸出位。 因此，結果是：
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
- NOR（或拒絕）： 否定的邏輯和，或相同的東西，一個 OR 與其否定的輸出，導致 OR 的逆。
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 |
- XNOR（獨占 NOR）： 這就像將二進制補碼應用於異或門。 即執行AB+A'B'操作。 A 次 B 添加到 A 次 B 被拒絕。 因此，輸出將類似於反向異或的輸出：
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
NOR 和 NAND 都是兩個最有趣的門，因為它們被稱為 通用邏輯門. 也就是說，您只能使用它們製作電路來表示任何其他類型的邏輯門。 這很重要，因為如果您購買帶有這些門的芯片，您就可以擁有所有功能。 例如，如果 NOR 的兩個輸入被橋接，或者 NAND 相當於一個 NOT。 你在這裡有更多的等價物：
功能：electronics-tutorials.ws
Te 我建議要了解更多信息，請谷歌一個帶有任何門的簡單電路。 並找出它的作用，做一種“逆向工程”，沿著輸入和輸出的線路，根據給輸出的輸入查看每條線路的狀態。
通過 例子如果您查看上圖，即帶有 NAND 門的 OR 的等價圖，您會看到它由兩個輸出橋接的 NAND 門組成，並且兩個輸出都進入另一個 NAND。 請記住以下幾點：
- 如果你去NAND真值表，你會看到當它的兩個輸入為0時輸出為1，當它的兩個輸入為1時輸出為0。
- 由於它們是橋接的，如果輸入為 1（一個同時輸入），則結果為 0。當輸入為 0（均為 1）時，輸出將為 XNUMX，這相當於一個 NOT。
- 因此，對於位 A 和 B，我們有兩個 NOT。因此，在它們的輸出中，我們將有 A '和 B'。
- 這兩個否定進入最後一個 NAND，它將執行這兩個位的逆邏輯乘積。
- 根據邏輯定律，這等於直和，即 A + B。 因此，最終結果就像是一個 OR ...
邏輯門芯片系列 - 何處購買
-
- 邏輯門DIP芯片
-
- 芯片內部圖
在專門從事電子產品的商店中，您可以 買便宜的籌碼 使用邏輯門開始在您的項目中使用。 這些芯片不是單個邏輯門，但它們允許您擁有多個邏輯門，以便您可以根據需要鏈接它們的輸入和輸出。 例如，在上圖中的圖表中，您可以看到具有 4 個與非門的 DIP 芯片的典型引腳排列。 此外，它還具有兩個電源引腳（Vcc 和 GND).
這是一些 購買建議:
- 找不到產品。.
- Huaban：具有通用與非門的 30 芯片套件.
- Zebulon：120 CMOS 芯片套件.
Otros遞歸
為了更多地了解如何實現這些門以及如何開始使用它們創建電路，您可以使用這些 遞補 我有什麼建議：
- SimuIDE 軟件 能夠用門模擬這些電路的操作。 它是免費的、開源的、跨平台的。
- 在線二進制計算器 （您也可以在二進制模式下使用操作系統的計算器）。
- 找不到產品。.
- 數字邏輯電路書：從設計到實驗.
Arduino 的數字邏輯
其他資源 如果你已經有了，你手裡還有什麼？ 一個碟子 Arduino UNO 在你手中的是 使用 Arduino IDE 創建草圖 模擬這些邏輯功能，例如，使用模擬門輸出的 LED 以更直觀的方式查看結果。 例如，將 LED 放在引腳 7 上並使用 8 和 9 作為輸入 A 和 B：
int pinOut = 7;
int pinA = 8;
int pinB = 9;
void setup()
{
pinMode(pinOut, OUTPUT);
pinMode(pinA, INPUT);
pinMode(pinB, INPUT);
}
void loop()
{
boolean pinAState = digitalRead(pinA);
boolean pinBState = digitalRead(pinB);
boolean pinOutState;
//AND
pinOutState =pinAState & pinBState;
digitalWrite(pinOut, pinOutState);
}
如您所見，此處使用了 AND (&) 函數，但您可以將 // AND 行下的那行代碼替換為其他代碼以使用 其他邏輯功能:
//OR pinOutState = pinAState | pinBState; //NOT pinOutState = !pinAState; //XOR pinOutState = pinAState ^ pinBState; //NAND pinOutState = !(pinAState & pinBState); //NOR pinOutState = !(pinAState | pinBState); //XNOR pinOutState = !(pinAState ^ pinBState);