关于同一种逻辑门的名称和表述,本文只介绍最常见的一种或两种。没有列出的表述均为不常用或老旧的版本,如果见到应当留意。
其中,符号有两种。下面左图是ANSI及IEEE标准,右图是IEC标准。
与门、或门、非门
首先是三种最基本的逻辑门:与门、或门、非门。
与门
英文名:AND
逻辑函数: $A\cdot B$
Verilog 表达式: $a~\&~b$
性质:只有所有输入均为 1 时,输出为 1;若有任意输入为 0,输出为 0.
真值表:
A | B | A AND B |
---|---|---|
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
或门
英文名:OR
逻辑函数: $A + B$
Verilog 表达式: $a~|~b$
性质:只有所有输入均为 0 时,输出为 0;若有任意输入为 1,输出为 1.
真值表:
A | B | A OR B |
---|---|---|
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
非门
英文名:NOT
逻辑函数: $\overline{A}$
Verilog 表达式: $\sim a$
性质:输入为 1 时输出为 0 ,输入为 0 时输出为 1.
真值表:
A | NOT A |
---|---|
0 | 1 |
1 | 0 |
符号中的小泡泡表示“取非”,这点可以在后面的符号中见到。
与非门、或非门
这两种门可以看作在与门、或门之后再取非。逻辑函数的表达式也可以印证这一点。
与非门
英文名:NAND
逻辑函数: $\overline{A \cdot B}$
Verilog 表达式: $\sim(a~\&~b)$
性质:所有输入为 1 时输出为 0 ,其余情况输出为 1.
真值表:
A | B | A NAND B |
---|---|---|
0 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 |
或非门
英文名:NOR
逻辑函数: $\overline{A+B}$
Verilog 表达式: $\sim(a~|~b)$
性质:所有输入为 0 时输出为 1 ,其余情况输出为 0.
真值表:
A | B | A NOR B |
---|---|---|
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
异或门、同或门
这两种门对于初学者会是比较独特的门。实际使用上,这些闸是由更基本的逻辑门组合成的。
异或门
英文名:NOR (Exclusive-OR gate,又称EOR gate、ExOR gate)
逻辑函数: $A\oplus B = A\overline{B}+\overline{A}B$
Verilog 表达式: $a \wedge b$
性质:当两个输入相同时,输出 0;两个输入不同时,输出 1.
真值表:
A | B | A XOR B |
---|---|---|
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
符号 $\oplus$ 其实可以理解为 “模2和”,就是求和后除以2取余数;理解为二进制加法也是可以的。
同或门(异或非门)
英文名:XNOR(偶尔写作ENOR gate、ExNOR gate)
逻辑函数: $A\odot B=AB+\overline{A}\overline{B}$
Verilog 表达式: $a\sim \wedge~ b$ 或 $\sim a\wedge b$
性质:当两个输入相同时,输出 1;两个输入不同时,输出 0.
真值表:
A | B | A XNOR B |
---|---|---|
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
等同于在异或门后加一个非门。
\(\overline{A \oplus B} = A \odot B\) \(\overline{A \odot B} = A \oplus B\)
蕴含门、蕴含非门
蕴含门
英文名:IMPLY
逻辑函数: $A\rightarrow B$
Verilog 表达式:尚未遇到
性质:如果第一输入为低时,输出高,否则输出与第二输入相同的高低状态。
真值表:
A | B | A IMPLY B |
---|---|---|
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
蕴含非门
英文名:NIMPLY
逻辑函数: $\overline{A\rightarrow B}$
Verilog 表达式:尚未遇到
性质:如果第一输入为低时,输出低,否则输出与第二输入相反的高低状态。
真值表:
A | B | A NIMPLY B |
---|---|---|
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
是门
英文名:BUF
逻辑函数: $A$
Verilog 表达式:尚未遇到
性质:输出与输入相同。
真值表:
A | BUF A |
---|---|
0 | 0 |
1 | 1 |
Author: Mike Lyou
Link: https://blog.mikelyou.com/2021/09/05/logic-gates/
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