表3-1 三種基本邏輯閘
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一般而言,數位邏輯中的1代表5V的電位,而0代表0V的電位,這只是基本上的定義,必須視所用的製程元素不同而有所區別,大致上分成TTL邏輯族與CMOS邏輯族,在TTL族群中都 ...
第二節:基本邏輯閘綜論
1.2.3.4.5.摘要.習題
這一節將介紹如表3-1的三種邏輯常項的邏輯閘符號及運算方式。
小節內容
一、邏輯準位確立
二、邏輯常項與邏輯閘符號
表3-1三種基本邏輯閘
名稱
圖形符號
真值表
AND及
OR或
NOT非
一、邏輯準位確立
上一節說過,數位邏輯只判斷有、無,O、X,0、1,但是,這樣的判斷需要透過電子電路來加以達成,所以,我們以電位定義的方式,對0、1加以定義。
一般而言,數位邏輯中的1代表5V的電位,而0代表0V的電位,這只是基本上的定義,必須視所用的製程元素不同而有所區別,大致上分成TTL邏輯族與CMOS邏輯族,在TTL族群中都是使用上述的定義。
以下將對TTL與CMOS做個比較。
1.所使用之電源電壓:
TTL:5V±5﹪(4.75V~5.25V)
CMOS:+3V~+15V或+3V~+18V
2.工作邏輯準位:
TTL:Hi為2.0V~5V
Lo為0V~0.8V
CMOS:Hi為0.7VDD~VDD
Lo為0V~0.3VDD(VDD代表CMOSIC所加的電源電壓)
二、邏輯常項與邏輯閘符號
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1.AND運算的基本邏輯符號為如下圖所示。
AND閘當作AND邏輯常項使用,只有輸入變數A、B都為「二進位」1時,輸出才為1,否則輸出為0。
簡單的說就是:輸入都是1,輸出才是1。
將兩個邏輯的判斷條件以A、B來表示(輸入),而所要達成的結果(輸出)以Y來表示。
邏輯閘的各種輸入與輸出狀態可以利用一個表格將其全部列出,這樣的表格在數位邏輯的運算中稱為真值表,如下圖所示。
由上圖的真值表可得知,在AND運算中,當兩個邏輯判斷條件都成立時(皆為1),此時輸出才為1。
上圖的邏輯閘就像一個黑盒子,擁有AND邏輯運算的功能,是一個AND運算的邏輯符號,其內部電路為電子電路組成,為達到此功能,其內部電路可以有多種結構,如下圖,就是其中一種結構。
若A、B輸入皆為1,輸出才為1
有時候可輸入的訊號並不只兩個,所以AND運算可以是下面另一種形式。
其邏輯閘符號及真值表如下圖所示。
而三輸入的AND閘,其內部電路也有許多種,下圖為其中一種可達到三輸入AND邏輯運算的電路。
若A、B、C輸入皆為1,輸出才為1
2.OR運算的基本邏輯符號及真值表如下圖所示。
OR閘當作OR邏輯常項使用。
輸入A或B,其中有1時,輸出就是1。
簡單的說是:輸入都是0,輸出才是0;也就是輸入有1,輸出就是1。
由上圖的真值表可得知,在OR運算中,當兩個邏輯判斷條件其中有一個成立時(有一個輸入訊號為1),此時輸出即為1。
OR運算的邏輯符號,其內部電路為電子電路組成,為達到此功能,其內部電路可以有多種結構,如下圖,就是其中一種結構。
有時候可輸入的訊號並不只兩個,所以OR運算可以是下面另一種形式。
其邏輯閘符號及真值表如下圖所示。
而三輸入的OR閘,其內部電路也有許多種,下圖為其中一種可達到三輸入OR邏輯運算的電路。
3.NOT運算的基本邏輯符號及真值表如下圖所示。
反相器,執行的是反邏輯。
反相器,是一個本身為三角形,再加上小圓圈的符號,表示把輸入反相,然後輸出。
也就是輸入輸入A為1時,輸出Y為0;輸入A為0時,輸出Y為1。
由上圖的真值表可得知,在NOT運算中,輸出與輸入剛好相反,,A的上面加一橫槓,表示與原A相反,唸成ABar。
NOT運算的邏輯符號,其內部電路為電子電路組成,為達到此功能,其內部電路可以有多種結構,如下圖,就是其中一種結構。
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