与非门如何变成非门,与门,异或门

本文探讨了如何仅使用与非门构建各种基本逻辑门,包括非门、或门、与门和异或门。文章详细说明了构建过程,并指出通过不同组合,最少只需2个与非门即可实现非门,而异或门则需至少4个与非门。这一主题深入到数字逻辑设计的基础,展示了逻辑门之间的转换和组合艺术。

非门=与非门+与非门=2个与非门
或门=非门+非门+与非门=3个与非门
与门等于与非门加非门=3个与非门
异或门等于((非门+与非门)+(非门+与非门))+非门=5个与非门

有版本的意思的4个与非门就可以实现异或门

下图是与门,有点错F=A*B= 。。。
在这里插入图片描述
下图是或门
在这里插入图片描述
下图这个是说是可以四个与非门构成的异或门在这里插入图片描述
然而课堂上老师要求的异或门:在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
可见条条大路通罗马

### 使用与非门异或门设计半加器 半加器是一种基本的算术电路,能够完成两个单比特二进制数 \( A \) 和 \( B \) 的相加操作。它有两个输出:一个是和位 \( S \),另一个是进位 \( C \)[^3]。 #### 1. 半加器的功能描述 对于输入 \( A \) 和 \( B \),其功能定义如下: - 当 \( A = 0, B = 0 \): 输出 \( S = 0, C = 0 \) - 当 \( A = 0, B = 1 \): 输出 \( S = 1, C = 0 \) - 当 \( A = 1, B = 0 \): 输出 \( S = 1, C = 0 \) - 当 \( A = 1, B = 1 \): 输出 \( S = 0, C = 1 \) 通过分析可知,\( S \) 是由 \( A \) 和 \( B \) 的异或运算得到,而 \( C \) 则是由 \( A \) 和 \( B \) 的运算得出[^4]。 #### 2. 实现方法 为了实现半加器,可以按照以下方式构建: ##### (1) **和位 \( S \)** 利用异或门来计算 \( S \): \[ S = A \oplus B \] 其中,\( A \oplus B \) 表示 \( A \) 和 \( B \) 的异或运算[^4]。 如果只有与非门可用,则可以通过组合多个与非门模拟异或门的行为。具体来说,异或门可以用以下表达式表示: \[ S = (\overline{A}B + A\overline{B}) \] 这表明需要先分别求取 \( \overline{A}, \overline{B} \),再进行运算以及最终的或运算。这些都可以通过与非门实现。 ##### (2) **进位 \( C \)** 利用直接计算 \( C \): \[ C = A \cdot B \] 即当且仅当 \( A = 1 \) 并且 \( B = 1 \) 时,才会产生进位信号[^3]。 同样地,如果仅有与非门可用,则可通过双重否定的方式实现行为: \[ C = \overline{\overline{(A \cdot B)}} \] #### 3. 组件连接图解 以下是基于与非门异或门的设计方案概述: - 输入 \( A \) 和 \( B \) 首先进入一个异或门以生成 \( S \)。 - 同时,这两个输入也进入一个以生成 \( C \)。 下面是具体的逻辑电路实现代码(伪代码形式): ```plaintext // 定义输入变量 Input A, B; // 计算和位S Output_S = XOR(A, B); // 计算进位C Output_C = AND(A, B); ``` 如果需要用与非门替代其他,则需进一步扩展上述逻辑关系并转换为对应的与非门组合结构。 --- ###
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