在讨论电子逻辑电路的时候,数字设计时通常用“高”“低”分别代替1和0,这样来体现这是实际电路,而不是抽象的量值:
低:代数上表示低电压范围的信号,解释为逻辑0。高:代数上表示高电压范围的信号,解释为逻辑1。
逻辑电路可简单地表示为具有一定输入输出端数目的“黑匣子”。如下图所示,有三个输入和1个输出的逻辑电路。但电路是如何响应输入信号的还需要另外描述。
要从电子电路设计的角度精确地描述电路的电器特性,需要有很多的信息。然而,由于数字逻辑电路的输入可看作只有0和1两个离散值,使用电路的逻辑运算可以用表的形式来描述。
输出只依赖于当前输入的逻辑电路就称为组合逻辑电路,其运算可由真值表来完全描述,真值表可以列出所有输入和对应输出的各种组合。输出不仅依赖于当前输入、还依赖于过去输入的顺序,这种有记忆的电路就称为时序电路。
下面再来讲讲门电路,能够用来构建任何组合数字逻辑电路的,只有三种基本逻辑函数,即“与”、“或”、“非”。这些函数的逻辑“门电路”的真值表和符号如下图所示。门电路的功能可容易地用文字定义:
与门(AND):当且仅当所有输入为1时,产生输出1。
或门(OR):当有一个或多个输入为1时,产生输出1。
非门(NOT):通常称为反相器,它能产生一个与输入值相反的输出。
X | Y | X AND Y | X | Y | X OR Y | X | NOT X | ||
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | ||
0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | ||||
1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | ||
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
其中,需要注意在“与”“或”函数的定义中,只需说明输出为1时的输入条件,因为当输出不是1时,只有一种可能——那它一定是0。
来源:亿佰特物联网实验室