嵌入式硬件篇—基本组合逻辑电路

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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）。

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）。

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）。

真值表
Input | Output
-----------
   0   |   1
   1   |   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）。

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）。

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）。

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）。

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。

作者：Ronin-Lotus