逻辑电路和门的原理是什么

什么是与门电路

从小巧的电子手表，到复杂的电子计算机，它们的许多元件被制成集成电路的形式，即把几十、几百，甚至成干上万个电子元件制作在一块半导体片或绝缘片上。每种集成电路都有它独特的作用。有一种用得最多的集成电路叫门电路。常用的门电路有与门、非门、与非门。

什么是门电路

“门”顾名思义起开关作用。任何“门”的开放都是有条件的。例如．一名学生去买书包，只买既好看又给买的，那么他的家门只对“好看”与“结实”这两个条件同时具备的书包才开放。

门电路是起开关作用的集成电路。由于开放的条件不同，而分为与门、非门、与非门等等。

与门

我们先学习与门，在这之前请大家先看图15-16，懂得什么是高电位，什么是低电位。

图15-17甲是我们实验用的与用的与门，它有两个输入端Ａ、Ｂ和一个输出端。图15-17乙是它连人电路中的情形，发光二极管是用来显示输出端的电位高低：输出端是高电位，二极管发光；输出端是低电位，二极管不发光。

实验

照图15-18甲、乙、丙、丁的顺序做实验。图中由A、B引出的带箭头的弧线，表示把输入端接到高电位或低电位的导线。每次实验根据二极管是否发光，判定输出端电位的高低。

输入端着时，它的电位是高电位，照图15-18戊那样，让两输人端都空着，则输出瑞的电位是高电位，二极管发光。

可见，与门只在输入端A与输入端Ｂ都是高电位时，输出端才是高电位；输入端Ａ、Ｂ只要有一个是低电位，或者两个都是低电位时，输出端也是低电位。输人端空着时，输出端是高电位。

与门的应用

图15-19是应用与门的基本电路，只有两个输入端Ａ、Ｂ同低电位间的开关同时断开，Ａ与Ｂ才同时是高电位，输出端也因而是高电位，用电器开始工作。

实验

照图15-20连接电路。图中输入端与低电位间连接的是常闭按钮开关，按压时断开，不压时接通。

观察电动机在什么情况下转动。

如果图15-20的两个常闭按钮开关分别装在汽车的前后门，图中的电动机是启动汽车内燃机的电动机，当车间关紧时常闭按钮开关才能被压开，那么这个电路可以保证只有两个车门都关紧时汽车才能开动。 与非门,与非门是什么意思

实训一 TTL门电路的逻辑功能和特性测试

一、 实训目的

1．熟悉TTL与非门逻辑功能的测试方法；

2．熟悉TTL与非门特性参数的意义以及传输特性的测试方法；

3．掌握TTL门电路的使用方法。

二、 实训内容

1．测试TTL与非门逻辑功能；

2．测试TTL与非门的特性参数。

三、 实训主要元件

74LS00（四二输入“与非门” ）

外引线排列图：

74LS04（六反相器 ）

外引线排列图：

四、 实训原理 74LS32 ( 四二输入或门 )

在系统电路设计时，往往要用到一些门电路，而门电路的一些特性参数的好坏，在很大程度上影响整机工作的可靠性。

门电路的参数通常分两种：静态参数和动态参数。

1．TTL逻辑门的主要参数有：

(1) 扇入系数Ni和扇出系数NO：能使电路正常工作的输入端数目和电路正常工作能带动的同型号门的数目。

(2) 输出高电平VOH：一般为VOH≥2.4V

(3) 输出低电平VOL：一般为VOL≤0.4V

(4) 电压传输特性曲线、开门电平VOn和关门电平Voff

(5) 输入短路电流IIS：一个输入端接地，其它输入端悬空时，流过该接地输入端的电流为输入短路电流。

(6) 空载导通功耗Pon：指输入全部为高电平、输出为低电平且不带负载时的功率损耗。

(7) 空载截止功耗Poff；指输入有低电平、输出为高电平且不带负载时的功率损耗。

(8) 抗干扰噪声容限：电路能够保持正确的逻辑关系所允许的最大干扰电压值。

(9) 平均传输延迟时间：t pd = (t pdl + t pdh ) / 2

(10) 输入漏电流IIH：指一个输入端接高电平，另一个输入端接地时，流过高电平输入端的电流。

. 2．“与非”门特性参数的测量方法

（1）空载导通功耗PccL

是指输入全为高电平、输出为低电平且不接负载时的功率损耗。

PCCL=VCC ICCL 式中: VCC——电源电压； ICCL——导通电源电流。

一个4与门电路的例子来说明LUT实现逻辑功能的原理

如前所述，FPGA是在PAL、GAL、EPLD、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为ASIC领域中的一种半定制电路而出现的，即解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路有限的缺点。

由于FPGA需要被反复烧写，它实现组合逻辑的基本结构不可能像ASIC那样通过固定的与非门来完成，而只能采用一种易于反复配置的结构。查找表可以很好地满足这一要求，目前主流FPGA都采用了基于SRAM工艺的查找表结构，也有一些军品和宇航级FPGA采用Flash或者熔丝与反熔丝工艺的查找表结构。通过烧写文件改变查找表内容的方法来实现对FPGA的重复配置。

根据数字电路的基本知识可以知道，对于一个n输入的逻辑运算，不管是与或非运算还是异或运算等等，最多只可能存在2n种结果。所以如果事先将相应的结果存放于一个存贮单元，就相当于实现了与非门电路的功能。FPGA的原理也是如此，它通过烧写文件去配置查找表的内容，从而在相同的电路情况下实现了不同的逻辑功能。

查找表（Look-Up-Table）简称为LUT，LUT本质上就是一个RAM。目前FPGA中多使用4输入的LUT，所以每一个LUT可以看成一个有4位地址线的 的RAM。 当用户通过原理图或HDL语言描述了一个逻辑电路以后，PLD/FPGA开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能结果，并把真值表（即结果）事先写入RAM，这样，每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应的内容，然后输出即可。

下面给出一个4与门电路的例子来说明LUT实现逻辑功能的原理。

例1-1：给出一个使用LUT实现4输入与门电路的真值表。

表1-1 4输入与门的真值表

从中可以看到，LUT具有和逻辑电路相同的功能。实际上，LUT具有更快的执行速度和更大的规模。

由于基于LUT的FPGA具有很高的集成度，其器件密度从数万门到数千万门不等，可以

什么是与门电路及与非门电路原理？

什么是与门电路

从小巧的电子手表，到复杂的电子计算机，它们的许多元件被制成集成电路的形式，即把几十、几百，甚至成干上万个电子元件制作在一块半导体片或绝缘片上。每种集成电路都有它独特的作用。有一种用得最多的集成电路叫门电路。常用的门电路有与门、非门、与非门。

什么是门电路

“门”顾名思义起开关作用。任何“门”的开放都是有条件的。例如．一名学生去买书包，只买既好看又给买的，那么他的家门只对“好看”与“结实”这两个条件同时具备的书包才开放。

门电路是起开关作用的集成电路。由于开放的条件不同，而分为与门、非门、与非门等等。

与门

我们先学习与门，在这之前请大家先看图15-16，懂得什么是高电位，什么是低电位。

图15-17甲是我们实验用的与用的与门，它有两个输入端Ａ、Ｂ和一个输出端。图15-17乙是它连人电路中的情形，发光二极管是用来显示输出端的电位高低：输出端是高电位，二极管发光；输出端是低电位，二极管不发光。

实验

照图15-18甲、乙、丙、丁的顺序做实验。图中由A、B引出的带箭头的弧线，表示把输入端接到高电位或低电位的导线。每次实验根据二极管是否发光，判定输出端电位的高低。

输入端着时，它的电位是高电位，照图15-18戊那样，让两输人端都空着，则输出瑞的电位是高电位，二极管发光。

可见，与门只在输入端A与输入端Ｂ都是高电位时，输出端才是高电位；输入端Ａ、Ｂ只要有一个是低电位，或者两个都是低电位时，输出端也是低电位。输人端空着时，输出端是高电位。

与门的应用

图15-19是应用与门的基本电路，只有两个输入端Ａ、Ｂ同低电位间的开关同时断开，Ａ与Ｂ才同时是高电位，输出端也因而是高电位，用电器开始工作。

实验

照图15-20连接电路。图中输入端与低电位间连接的是常闭按钮开关，按压时断开，不压时接通。

观察电动机在什么情况下转动。

如果图15-20的两个常闭按钮开关分别装在汽车的前后门，图中的电动机是启动汽车内燃机的电动机，当车间关紧时常闭按钮开关才能被压开，那么这个电路可以保证只有两个车门都关紧时汽车才能开动。 与非门,与非门是什么意思