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
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 |
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。
AND和OR的分配律(任务二)
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)
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
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:
示意图:
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 |