我的电路初学

本文介绍了基本的数字逻辑门,包括与门、或门和非门的功能及应用,并演示了如何利用异或门实现非门的功能。同时,文章还探讨了电路等价验证,即A(B+C)和AB+AC的等价性,并介绍了SR锁存器和加法器的基础知识。

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我的电路初学

从第一台庞大的计算机,到我们现在日常使用的便携式笔记本,科技的技术在不断的进步。倘若把我们自身缩小可观的倍数,放在现代的计算机内部,展现在我们面前的恐怕就是错综复杂的门与路。


电路的基本:三种

  • 与门
  • 或门
  • 非门

    1. 与门是指对两个输入信号的与运算,只有两个输入信号都为“真”,其输出结果才为“真”。
    2. 或门是指对两个输入信号的或运算,当两个输入信号至少有一个为“真”时,输出结果为“真”,否则为“假”。
    3. 非门有点不同。非门只接受一个输入信号,并且输出其反值。也就是说,如果输入端为“真”,输出端则为“假”;如果输入端为“假”,输出端则为“真”;

我们可以在计算机上对电路元件进行仿真。
本文以老师推荐的网站为例:AutoDesk Circuits


我们可以看到网站提供的门工具已经有了与门和或门。

这里写图片描述

这里写图片描述

非门呢?

虽然没有直接的非门元器件,但我们注意到有个异或门

这里写图片描述

观察异或门和非门的真值表,不难发现一种偶合。

异或门:

input 1input 2output
110
101
011
000

非门:

inputoutput
10
01

注意到了吗?当异或门的一个输入端为“真”时,另一个输入端与输出端的逻辑关系和非门是一样的!

注意到这点,我们可以将异或门的一个输入端始终接上电源,另一个输入端接入控制信号(如开关),这样便可组成一个非门。
如下图所示:

这里写图片描述

swithoutput
ondark
offgreen

验证电路等价: A(B+C)和 AB+AC
仿真图如下:
这里写图片描述

真值表:

ABCO1O2
11111
11011
10111
10000
01100
01000
00100
00000

从表中也可看出,A(B+C)和AB+AC的结果是一致的


SR锁存器
原理图:
这里写图片描述

仿真图:
这里写图片描述

~set~resetQ(X)Q(Y)
1101
0110
1110
1001
1101

加法器

一位全加器:
这里写图片描述

二位全加器:
这里写图片描述

有点复杂,想要精通还得更加努力才行(ง •_•)ง

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