高 慧

（湖南财经工业职业技术学院，衡阳 421002）

1 基本逻辑门电路介绍

门电路是数字电路的基本组成单元，电路中可以有一个或者多个输入，但是输出只有一个。电路的输入信号只有两类信号，要么是输入0信号，要么是输入1信号，0和1是二进制数字，代表电路中的高电平和低电平。与门电路在生活中主要是用作逻辑开关的作用，逻辑又可以分为正逻辑和负逻辑两种逻辑关系，正逻辑指的是高电位为1、低电位为0的逻辑关系，负逻辑指的是高电位为0、低电位为1的逻辑关系。1和0信号都对应着集成电路里面的开关信号，使得输出电位变成高电位或者低电位，从而去控制后面的电路。

1.1 与门电路

能够实现与逻辑关系的电路称为与门逻辑电路。与门其实就是一个乘法电路，乘法运算中只要有零这个乘数，那么结果肯定为零，与门电路也是一样，只不过在与门电路中输入的信号只可能是0和1的二进制数字信号。

1.2 或门电路

能够实现或逻辑运算的电路称为或门逻辑电路。或门电路本质上就是一个加法电路，加法运算中只要不是加数都为0的情况，那么结果肯定是大于零的。或门电路也是一样，不同的是在或门电路中输入的信号都是0和1的二进制数字信号，运算的结果满足有一出一，全一出零。

1.3 非门电路

能够实现非逻辑关系的电路称为非门电路，非门电路本质上就是一个取反电路，简单来讲就是输入信号为1，输出信号为0，输入信号为0，输出信号为1，输入和输出信号刚好相反。

1.4 与非门电路

所谓的与非门电路就是一个与门电路和一个非门电路的结合，在逻辑关系上输入信号先进行与逻辑运算，再进行非逻辑运算。与逻辑运算的输出结果作为非运算的输入信号。假设输入信号用二进制信号0和1来表示的话，与运算的结果就像做乘法运算，我们都知道乘法运算中只要有零，那么结果肯定为零，全部输入信号都为1的情况下输出的结果才为1.整个与非门的输入结果就是把与门的输出信号再进行取反，简单来讲就是先与再非。

1.5 或非门电路

所谓的或非门电路就是一个或门电路和一个非门电路的结合，在逻辑关系上输入信号先进行或逻辑运算，再进行非逻辑运算。或逻辑运算的输出结果作为非运算的输入信号。假设输入信号用二进制信号0和1来表示的话，或运算的结果就像做加法运算，我们都知道加法运算中只有输入全部为零，那么结果才为零，其他情况输出全部为1.整个或非门的输入结果就是把或门的输出信号再进行取反，简单来讲就是先或再非。

2 逻辑门电路应用

2.1 非门电路的应用

类比生活中的实例，我们可以把门电路看成是一扇门，门上面加了锁。用钥匙0去开门，输出的信号为1，用钥匙1开门，输出的信号为0，实现这种逻辑的电路就是非门电路。也就是说在逻辑上入0出1、入1出0，也可以理解为自己的房门钥匙打不开门，别的钥匙却能打开门。

2.2 与门电路的应用

与门电路类似于房门上同时加了两把或者两把以上的锁，要想开门的话，必须同时打开两扇门。比如说单元楼道里的自动感应灯就是利用的与门电路的原理，电路中串接了光敏信号和声音信号两个传感器，必须满足当光敏传感器和声音传感器同时收到黑暗环境信号和震动的声音信号时灯光才亮，也就是两把钥匙同时开门才有效。还可以作为数字电路中比较两路信号A与B的大小，数字信号的A>B，意思就是A=1，B=0。把A信号作为与门的一路输入信号，B信号先接一个非门，然后把非门的输出信号作为与门的另外一路输入信号，这种电路只有当输入的信号满足A=1，B=0的时候，输出信号才为1，也就是说如果输出信号为1，就可以说明输入的信号A>B。

2.3 或门电路的应用

或门电路类似于并联两个以上开关去控制一盏灯，只要打开其中任意一个开关就可以把灯打开。

2.4 与非门电路的应用

（1）假设飞机的起落架分别用A、B、C输入信号来表示，两盏指示灯的输出信号分别为F和Y，F代表绿灯信号，Y代表红灯信号，只有当飞机起落架全部打开时，对应的输入信号A、B、C全部为1，这个时候F信号灯亮起，飞机起飞。

（2）假设我们铁路系统的火车分为特快，直快和普快列车，通行的次序也按照特快、直快、普快列车的优先顺序通行。某车站同一时间只能有一趟列车从车站开出，也就是说只能给出一个发车信号。这个时候，我们就可以利用与非门电路来实现这种逻辑关系。把特快、直快和普快列车的发车信号作为与非门的输入信号，0信号代表列车不出站，1信号代表列车申请出站，按照三种列车的出站优先级，确定出站的排列组合情况，就可以设计出合理的组合逻辑电路来实现这种逻辑关系。