嵌入式硬件篇---基本组合逻辑电路

server/2025/1/22 4:30:23/

文章目录

  • 前言
  • 基本逻辑门电路
    • 1.与门(AND Gate)
    • 2.或门(OR Gate)
    • 3.非门(NOT Gate)
    • 4.与非门(NAND Gate)
    • 5.或非门(NOR Gate)
    • 6.异或门(XOR Gate)
    • 7.同或门(XNOR Gate)
    • 8.基本组合逻辑电路的实现
    • 9.其他组合逻辑电路
  • 时序逻辑电路
  • 信号转换电路
  • 电源管理电路
  • 其他常用电路
  • 总结


前言

以上就是今天要讲的内容,本文简单介绍了基本逻辑电路。


基本逻辑门电路

1.与门(AND Gate)

符号:& 或者 ·
输出:只有当所有输入都是高电平(1)时,输出才是高电平(1);否则输出为低电平(0)。
与门

真值表
A | B | Output
--------------
0 | 0 |   0
0 | 1 |   0
1 | 0 |   0
1 | 1 |   1

2.或门(OR Gate)

符号:∨ 或者 +
输出:只要至少有一个输入是高电平(1),输出就是高电平(1);如果所有输入都是低电平(0),输出才是低电平(0)。
或门

真值表
A | B | Output
--------------
0 | 0 |   0
0 | 1 |   1
1 | 0 |   1
1 | 1 |   1

3.非门(NOT Gate)

符号:¬ 或者 !
输出:输入的电平状态取反,即如果输入是高电平(1),输出就是低电平(0);输入是低电平(0),输出就是高电平(1)。
非门
非门

真值表
Input | Output
-----------0   |   11   |   0

4.与非门(NAND Gate)

符号:与非 表示为与门后面跟随一个非门
输出:与与门相反,只有当所有输入都是高电平时,输出才是低电平(0);其他情况下输出为高电平(1)。
与非门

真值表
A | B | Output
--------------
0 | 0 |   1
0 | 1 |   1
1 | 0 |   1
1 | 1 |   0

5.或非门(NOR Gate)

符号:或非 表示为或门后面跟随一个非门
输出:与或门相反,只有当所有输入都是低电平时,输出才是高电平(1);其他情况下输出为低电平(0)。
或非门

真值表
A | B | Output
--------------
0 | 0 |   1
0 | 1 |   0
1 | 0 |   0
1 | 1 |   0

6.异或门(XOR Gate)

符号:⊕
输出:当输入的电平状态不同时,输出为高电平(1);当输入的电平状态相同时,输出为低电平(0)。
异或门

真值表
A | B | Output
--------------
0 | 0 |   0
0 | 1 |   1
1 | 0 |   1
1 | 1 |   0

7.同或门(XNOR Gate)

符号:同或 表示为异或门后面跟随一个非门
输出:与异或门相反,当输入的电平状态相同时,输出为高电平(1);当输入的电平状态不同时,输出为低电平(0)。
同或门

真值表
A | B | Output
--------------
0 | 0 |   1
0 | 1 |   0
1 | 0 |   0
1 | 1 |   1

8.基本组合逻辑电路的实现

  1. 晶体管逻辑(Transistor-Transistor Logic, TTL): 使用**双极型晶体管(BJT)**来实现逻辑门。
  2. 互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS): 使用NMOS和PMOS场效应晶体管来实现逻辑门。
  3. 二极管逻辑(Diode-Transistor Logic, DTL): 使用二极管和晶体管来实现逻辑门。
  4. 电阻-晶体管逻辑(Resistor-Transistor Logic, RTL): 使用电阻和晶体管来实现逻辑门。

9.其他组合逻辑电路

  1. 编码器:将多个输入信号编码成较少的输出信号,例如二进制编码器。
  2. 解码器:将编码信号解码成原始信号,例如二进制解码器。
  3. 多路复用器(Multiplexer, MUX):根据控制信号选择多个输入信号中的一个输出。
  4. 多路分配器(Demultiplexer, DEMUX):根据控制信号将一个输入信号分配到多个输出中的一个。
  5. 算术逻辑单元(ALU):执行算术和逻辑运算的电路。

时序逻辑电路

时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入,还取决于电路之前的状态

  1. 触发器(Flip-Flops):如RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器。
  2. 寄存器:存储一组二进制数的电路,如移位寄存器、计数寄存器。
  3. 计数器:计数脉冲的数量,如二进制计数器、十进制计数器。

信号转换电路

  1. 模拟-数字转换器(ADC):将模拟信号转换为数字信号
  2. 数字-模拟转换器(DAC):将数字信号转换为模拟信号
  3. 电压比较器:比较两个电压水平,并输出高或低电平。

电源管理电路

  1. 电压调节器:提供稳定的电压输出,如线性稳压器和开关稳压器。
  2. 电源开关:控制电源的通断
  3. 电压参考:提供精确的参考电压

其他常用电路

  1. 振荡器:产生周期性信号,如正弦波、方波或三角波
  2. 缓冲器:提供电平转换或驱动能力,如非反相缓冲器和反相缓冲器。
  3. 施密特触发器:具有阈值触发的特性,用于信号整形。
  4. 接口电路:如串行通信接口(SCI)、并行通信接口(PCI)等。

总结

以上就是今天要讲的内容,本文仅仅简单介绍了基本逻辑电路。


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