简单逻辑电路的设计

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非门(任务一)

由于不人性化的AC没有提供非门,我们需要自行实现一个非门。
我们有2种方法实现,分别是三极管和异或门。

三极管法

简单逻辑电路的设计

异或门法

实现原理:x xor 1 = not x (x in {0, 1})
下面的示意图的公式是:x xor 1 xor 0 = not x,由于x xor 0 = x恒成立,因此xor 0是多余的。
真值表:

INPUT(toggle switch, x) OUTPUT(led: x xor 1)
0 1
1 0

简单逻辑电路的设计

1 xor 1 = 0

简单逻辑电路的设计
0 xor 1 = 1

三极管

由于三极管通过base端电流强度控制collector端电流强度,因此串联并联三极管只能起到连续放大电流的作用。而不是AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR等逻辑门。
简单逻辑电路的设计

三极管串联

简单逻辑电路的设计

三极管并联

AND和OR的分配律(任务二)

简单逻辑电路的设计

AB+AC

简单逻辑电路的设计
A(B+C)

O1 = B or C
真值表:

A B C O1 O2
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 1 0
1 0 0 0 0
1 0 1 1 1
1 1 0 1 1
1 1 1 1 1

存储电路(任务三)

简单逻辑电路的设计
运作逻辑:若一开一关,则开的对应的灯亮,关的开关再打开不影响亮的灯。
表格:

~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

全加电路(任务四)

一位加法电路

简单逻辑电路的设计

原理:
Sum = A xor B
Carry = A and B

真值表:

A B Sum Carry Real
0 0 0 0 00
0 1 1 0 01
1 0 1 0 01
1 1 0 1 10

两位加法电路

原理:
c0=a0 and b0
c1=a1 and b1
c2=a1 xor b1
s0=a0 xor b0
s1=c0 xor s1
s2=c2 xor c1
示意图:
简单逻辑电路的设计
上面一组开关分别是a0和b0,下面一组开关分别是a1和b1
真值表:

a0 a1 b0 b1 s2 s1 s0 Real
0 0 0 0 0 0 0 000
0 0 0 1 0 0 1 001
0 0 1 0 0 1 0 010
0 0 1 1 0 1 1 011
0 1 0 0 0 0 1 001
0 1 0 1 0 1 0 010
0 1 1 0 0 1 1 011
0 1 1 1 1 0 0 100
1 0 0 0 0 1 0 010
1 0 0 1 0 1 1 011
1 0 1 0 1 0 0 100
1 0 1 1 1 0 1 101
1 1 0 0 0 1 1 011
1 1 0 1 1 0 0 100
1 1 1 0 1 0 1 101
1 1 1 1 1 1 0 110