14、数字逻辑门全解析：从基础原理到芯片应用

数字逻辑门全解析：从基础原理到芯片应用

1. 逻辑门基础类型

在数字电子领域，常见的双输入逻辑门有六种，不过异或非门（XNOR）较为少见，因为其应用场景有限。这些逻辑门的名称通常以大写字母表示。

逻辑门的功能可以从电学角度定义。以真值表来呈现双输入逻辑门的功能，真值表的左列列出了四种可能的输入组合，红色表示高输入，黑色表示低输入，每个逻辑门名称下方显示对应的输出。真值表基于布尔代数，最初涉及“真”和“假”状态。

真值表默认采用正逻辑。负逻辑非常罕见，如果使用负逻辑，真值表中的红点对应低输入和输出，黑点对应高输入和输出。

逻辑门输出端的小圆圈表示输出取反，这种圆圈被称为“气泡”。有时逻辑符号的一个输入处也会有气泡，表示该输入需要取反，在实际电路中可能需要多个门来实现此逻辑功能，这种方式常用于展示集成电路（IC）的内部工作原理。

2. 单输入逻辑门

存在两种单输入单输出的逻辑门：
- 缓冲器 ：其输出状态与输入状态相同，但可用于提供更大电流或隔离电路的不同部分，不要将其与运算放大器或比较器的符号混淆，后两者始终有两个输入。
- 非门（反相器） ：在缓冲器上添加气泡就变成了非门，其功能是使输出状态与输入状态相反。在一些显示IC内部逻辑的原理图中，反相器的气泡可能在输入侧而非输出侧。

3. 多输入逻辑门

与门（AND）、与非门（NAND）、或门（OR）和或非门（NOR）可以有任意数量的输入，但实际因素通常将输入限制在最多八个。其输出规则总结如下：
| 逻辑门类型 | 输出规则