我的電路初學
從第一臺龐大的計算機,到我們現在日常使用的便攜式筆記本,科技的技術在不斷的進步。倘若把我們自身縮小可觀的倍數,放在現代的計算機內部,展現在我們面前的恐怕就是錯綜複雜的門與路。
電路的基本:三種門
- 與門
- 或門
非門
- 與門是指對兩個輸入信號的與運算,只有兩個輸入信號都爲“真”,其輸出結果才爲“真”。
- 或門是指對兩個輸入信號的或運算,當兩個輸入信號至少有一個爲“真”時,輸出結果爲“真”,否則爲“假”。
- 非門有點不同。非門只接受一個輸入信號,並且輸出其反值。也就是說,如果輸入端爲“真”,輸出端則爲“假”;如果輸入端爲“假”,輸出端則爲“真”;
我們可以在計算機上對電路元件進行仿真。
本文以老師推薦的網站爲例:AutoDesk Circuits
我們可以看到網站提供的門工具已經有了與門和或門。
非門呢?
雖然沒有直接的非門元器件,但我們注意到有個異或門
觀察異或門和非門的真值表,不難發現一種偶合。
異或門:
input 1 | input 2 | output |
---|---|---|
1 | 1 | 0 |
1 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
0 | 0 | 0 |
非門:
input | output |
---|---|
1 | 0 |
0 | 1 |
注意到了嗎?當異或門的一個輸入端爲“真”時,另一個輸入端與輸出端的邏輯關係和非門是一樣的!
注意到這點,我們可以將異或門的一個輸入端始終接上電源,另一個輸入端接入控制信號(如開關),這樣便可組成一個非門。
如下圖所示:
swith | output |
---|---|
on | dark |
off | green |
驗證電路等價: A(B+C)和 AB+AC
仿真圖如下:
真值表:
A | B | C | O1 | O2 |
---|---|---|---|---|
1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
從表中也可看出,A(B+C)和AB+AC的結果是一致的
SR鎖存器
原理圖:
仿真圖:
~set | ~reset | Q(X) | Q(Y) |
---|---|---|---|
1 | 1 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 | 1 |
加法器
一位全加器:
二位全加器:
有點複雜,想要精通還得更加努力才行(ง •_•)ง