门 | GATE CS 2020 |第40章

简介

门是计算机科学中一个基础的概念，在数字逻辑中起到了至关重要的作用。门是由电子部件构成的组合逻辑电路，可以通过控制输入来产生输出信号。GATE CS 2020的第40章主要介绍了与门、或门、非门、异或门和多路选择器等基本逻辑门的工作原理和应用。

与门

与门也称为逻辑与门，在数字逻辑中，与门是用于将两个或多个输入进行逻辑与运算的电路，其输出只有在所有输入都为高电平时才为高电平，否则输出为低电平。

与门的真值表如下：

| A | B | Q | |:-:|:-:|:-:| | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 0 | | 1 | 0 | 0 | | 1 | 1 | 1 |

与门的逻辑符号如下：

    -------
A —|       |
   |  AND  |— Q
B —|       |
    -------

或门

或门也称为逻辑或门，在数字逻辑中，或门是用于将两个或多个输入进行逻辑或运算的电路，其输出只要有一个输入为高电平，输出就为高电平。

或门的真值表如下：

| A | B | Q | |:-:|:-:|:-:| | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 1 |

或门的逻辑符号如下：

    -------
A —|       |
   |  OR   |— Q
B —|       |
    -------

非门

非门也称为逻辑非门，在数字逻辑中，非门是用于将输入的逻辑状态进行反转的电路，其输出与输入状态相反。

非门的真值表如下：

| A | Q | |:-:|:-:| | 0 | 1 | | 1 | 0 |

非门的逻辑符号如下：

    -------
A —|       |
   |  NOT  |— Q
      -------

异或门

异或门也称为逻辑异或门，在数字逻辑中，异或门是用于将两个输入进行逻辑异或运算的电路，其输出只有在两个输入状态不同的情况下才为高电平，否则输出为低电平。

异或门的真值表如下：

| A | B | Q | |:-:|:-:|:-:| | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 0 |

异或门的逻辑符号如下：

    -------
A —|       |
   | XOR   |— Q
B —|       |
    -------

多路选择器

多路选择器也称为多路数据选择器，在数字逻辑中，多路选择器是用于将多个输入中的一个输出选择出来的电路，其选择使用一个或多个控制输入进行控制。

多路选择器的逻辑符号如下：

               _______
              |       |
S0 ————|       A       |
      |__    |       |
         |   |_______|
         |
         |
S1 ————|   _______
      |__ |       |
         |       B       |— Q
         |_______|

其中，S0和S1是控制输入，A和B是数据输入，Q是输出。

多路选择器的功能可以通过以下真值表表示：

| S1 | S0 | A | B | Q | |:-:|:-:|:-:|:-:|:-:| | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |

结论

在数字逻辑中，门是实现各种电路的基本构建块。与门、或门、非门、异或门和多路选择器等基本逻辑门的工作原理和应用对于理解和设计数字逻辑电路是至关重要的。掌握这些门的功能和操作方式，能够帮助程序员更好地进行数字逻辑电路的设计和实现。