数字逻辑门是在输入信号上实现其逻辑后产生特定输出的电子元件。不管数字系统的复杂性如何,这些都是数字系统的基本组成部分。数字逻辑门(图1)可分为两种类型。
基本的盖茨
非门有一个输入和一个输出,其中输出将始终是输入的反转(即否定)。这意味着如果输入为零,则输出为1,反之亦然。
和门可以有多个输入,但其输出被限制为一个。只有所有的输入都是高的,输出才会高;对于任何其他情况,输出都会很低。
或门是一个多输入,单输出的门,当所有的门的输入都是低的时候,它的输出等于逻辑“零”。此外,对于所有其他剩余的输入组合,其中至少有一个输入是高的,输出在逻辑上也是高的。
NOT、AND和OR门是用来实现任何布尔表达式的初步门。因此这些门被称为基本门。
普遍的盖茨
与非门结合产生一个与非门这是一个多进单出的逻辑门。只有当所有的输入都在逻辑高电平时,这个门的输出才低。另一方面,对于任何其他的输入组合,门的输出将是高的。
或非门OR门与a非门.这里,只有当所有的门的输入都处于低状态时,输出才会处于逻辑电平“1”;所有其他的输入组合在门输出处产生逻辑零。
与非门和NOR门被认为是普遍的盖茨因为任何逻辑功能都可以通过这两个门来实现。
除了这些,还有两个门,即XOR和XNOR被广泛使用。XOR门可以有任意数量的输入,而其输出被限制为单行。对于双输入异或门,只有在输入不相同时输出才高,否则(如果相同)输出将低。例如,如果两个输入是0和1,那么输出将是1;否则,如果输入是0和0(或1和1),那么输出将是0。异或与非门产额结合XNOR门他们的工作是XOR的补充。这意味着XNOR门的输出对于相同的输入是高的,而对于非相同的输入是低的。
数字逻辑门可以通过使用晶体管,二极管以及其他基本的电子元件。但在商业上它们是以集成电路(ICs)工作晶体管晶体管逻辑(TTL)或互补金属氧化物硅(CMOS)技术。
这些装置的操作逻辑要么是“正”,要么是“负”。在正逻辑器件中,高电压电平将被认为是逻辑“一”,而零电压表示逻辑状态“零”。另一方面,如果设备运行在“负逻辑”上,那么高电压将被认为是逻辑零,而低电压将被认为是逻辑高。任何电压在2至5伏的情况下被认为是高的TTL而在CMOS中,范围从3到18 V。类似地,对于TTL来说,任何低于0.8 V的电压都被认为是逻辑上的“零”,而对于CMOS来说,它低于1.5 V。在输入电压的指定范围内的任何电压的外观数字逻辑门会导致它故障。为了克服这一点,这些设备被期望不受外部噪音的影响。