AND、OR、NOT、AND-NOT、OR-NOT 邏輯門及其真值表
設計用於對輸入數據執行任何邏輯運算的電路稱為邏輯元件。輸入數據在這里以不同電平的電壓形式表示,對輸出進行邏輯運算的結果也以一定電平的電壓形式得到。
在這種情況下,操作數被傳遞 二進製表示法 — 邏輯元件的輸入接受高電壓或低電壓形式的信號,這些信號本質上用作輸入數據。因此,高電平電壓(即邏輯 1)表示操作數的真值,而低電平電壓 0 表示假值。 1 - 真,0 - 假。
邏輯元素——在輸入和輸出信號之間實現某種邏輯連接的元素。邏輯元件通常用於構建計算機邏輯電路、自動控制和管理的分立電路。所有類型的邏輯元件,無論其物理性質如何,都以輸入和輸出信號的離散值為特徵。
邏輯門有一個或多個輸入和一個或兩個(通常是相反的)輸出。邏輯元件輸出信號的 «zeros» 和 «ones» 的值由元件執行的邏輯功能決定,而輸入信號的 «zeros» 和 «ones» 的值,自變量的作用。有一些基本邏輯函數可用於構造任何復雜的邏輯函數。
根據元件電路的佈置,在其電氣參數上,輸入和輸出處的邏輯電平(高電平和低電壓電平)具有相同的高和低(真和假)狀態值。
傳統上,邏輯元件以特殊無線電組件(集成電路)的形式生產。連接、拆散、求反、取模(AND、OR、NOT、異或)等邏輯運算是對基本類型的邏輯元素進行的基本操作。讓我們仔細看看這些類型的邏輯門中的每一種。
邏輯元素 "AND" — 連接、邏輯乘法和 AND
“AND”是對輸入數據執行連接或邏輯乘法的邏輯元素。該元素可以有 2 到 8 個(生產中最常見的“AND”元素,有 2、3、4 和 8 個輸入)輸入和一個輸出。
圖中顯示了具有不同輸入數量的邏輯元素 «AND» 的符號。在文本中,具有一個或另一個輸入數量的邏輯元素 «And» 被指定為 «2I»、«4I» 等。 — 具有兩個輸入、四個輸入等的元素“AND”。
元素 2I 的真值表顯示,僅當邏輯 1 都在第一個輸入和第二個輸入上時,該元素的輸出才是邏輯 1。在其他三種可能的情況下,輸出將為零。
在西方的圖表中,“與”元素的圖標在入口處是一條直線,在出口處是一個圓角。在內部圖表上 — 帶有 «&» 符號的矩形。
OR 邏輯元素 — 析取、邏輯加法或
“OR”是對輸入數據執行不相交或邏輯加法運算的邏輯元素。它與“AND”元素一樣,由二、三、四等產生。輸入和一個輸出。圖中顯示了具有不同輸入數量的邏輯元素 «OR» 的符號。這些元素標記如下:2OR、3OR、4OR 等。
元素 «2OR» 的真值表表明,對於邏輯單元在輸出端的出現,邏輯單元在第一個輸入上或在第二個輸入上就足夠了。如果邏輯同時在兩個輸入上,輸出也將是一個。
在西方圖表中,OR 元素有一個圓形的入口點和一個圓形的出口點。在內部圖上 — 帶有符號 «1» 的矩形。
邏輯門 «NO» — 否定,反相器,NO
«NOT» 是對輸入數據執行邏輯非操作的邏輯元素。這種只有一個輸出和一個輸入的元件,也被稱為反相器,因為它實際上是將輸入信號反相(inverts)。該圖顯示了“NO”邏輯元素的常規符號。
反相器的真值表顯示輸入端的高電位會導致輸出端的低電位,反之亦然。
在西方圖表中,元素 «NO» 的圖標呈三角形,出口處有一個圓圈。在比特鏈上——一個帶有符號 «1» 的矩形,在輸出端有一個圓圈。
邏輯元素 «AND-NOT» — 與否定的連接(邏輯乘法),NAND
«AND-NOT» — 執行輸入數據的邏輯加法運算的邏輯元素,然後執行邏輯非運算,結果被饋送到輸出。換句話說,它基本上是用 NOT 元素補充的 AND 元素。該圖顯示了邏輯元素 «2I-NOT» 的常規符號。
NAND 元素的真值表與 AND 元素的真值表相反。不是三個零和一個一,而是三個一和一個零。 NAND 元素也被稱為 Schaefer 元素,以紀念數學家 Henry Morris Schaefer,他首先註意到了這個的重要性 邏輯運算 1913年。它被指定為“和”,只是在出口處有一個圓圈。
邏輯元素 «OR-NOT» — 帶否定的析取(邏輯加法),NOR
«OR -NOT» — 一個邏輯元素,對輸入數據執行邏輯加法運算,然後進行邏輯非運算,將結果饋送到輸出。換句話說,它是一個“或”元素輔以“非”元素——反相器。該圖顯示了邏輯元素 «2OR-NOT» 的常規符號。
OR-NOT 元素的真值表與 OR 元素的真值表相反。只有在一種情況下才能在輸出端獲得高電位——低電位同時應用於兩個輸入端。表示為«OR»,只有一個輸出圓圈表示反轉。
邏輯門“異或”——加法模 2,異或
"Exclusive OR" — 執行將輸入數據對 2 取模的邏輯運算的邏輯元素,具有兩個輸入和一個輸出。這些元素通常用於控制方案中。該圖顯示了該元素的符號。
西方方案中的圖像 — 作為 «OR»,在入口側有一個額外的彎曲欄,在國內方案中 — 作為 «OR»,只是代替 «1» 將被寫為 «= 1»。
該邏輯元素也稱為“不等式”。只有當輸入信號不相等(一個一,另一個零,或一個零一個一個)時,輸出端才會有高電平,即使輸入端同時有兩個1,輸出也會為零——這是與 «OR» 的區別。這些邏輯元件廣泛用於加法器。