或非門(NOR Gate)是邏輯門,也是通用門之一,用于構(gòu)造類似于AND Gate的基本門。通過(guò)組合非門和或門,可以構(gòu)造或非門?;蚍情T的輸出是或門的反轉(zhuǎn)。通常情況下,或非門有2個(gè)輸入,比如X和Y,以及一個(gè)輸出Z。
或非門邏輯符號(hào)如下圖所示:
或非門運(yùn)算的邏輯數(shù)學(xué)表達(dá)式為 Z =(X+Y) ?。其中, ?表示反向運(yùn)算。
另外,或非門的真值表如下圖所示,它表明如果兩個(gè)輸入都處于低邏輯電平,則或非門輸出邏輯高值。如果其任何輸入處于高邏輯電平,則會(huì)產(chǎn)生邏輯低值。
使用輸入晶體管設(shè)計(jì)的或非門
在兩個(gè)輸入或非門中,兩個(gè)晶體管用于設(shè)計(jì)一個(gè)或非門。+6伏的電路驅(qū)動(dòng)電壓連接到第一個(gè)晶體管的集電極。相同的電源電壓也將并聯(lián)到第二個(gè)晶體管的集電極。連接兩個(gè)電阻作為或非門的輸入(每個(gè)10K)。兩個(gè)晶體管的發(fā)射極共同接地。輸出在電源電壓、電阻和第一個(gè)晶體管的集電極節(jié)點(diǎn)處收集。
使用兩個(gè)晶體管設(shè)計(jì)的2輸入或非門邏輯門如下圖所示:
此外,或非門還有另一種設(shè)計(jì)方法,即單晶體管設(shè)計(jì)的或非門。在這里,晶體管的基極通過(guò)電阻為并聯(lián)的兩個(gè)輸入供電。發(fā)射極接地,集電極連接到+6伏的電路驅(qū)動(dòng)電壓(電源電壓)。輸出在晶體管的集電極端收集,如下圖所示:
上圖是實(shí)現(xiàn)NOR邏輯門的另一種方法。
或非門的脈沖操作
如果應(yīng)用2個(gè)不同的時(shí)鐘信號(hào)作為或非門X和Y的輸入,那么或非門的輸出將如下圖所示(X、Y為輸入,Z為輸出):
觀察上述時(shí)鐘信號(hào),可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)兩個(gè)輸入都為高電平時(shí),或非門的輸出為低電平,并且每個(gè)輸入邏輯低電平都保持低電平輸出狀態(tài)。在時(shí)鐘脈沖結(jié)束時(shí),輸出變?yōu)楦唠娖?,因?yàn)榛蚍情T的兩個(gè)輸入端都為低電平。
通用或非門
或非邏輯門被稱為“通用邏輯門”,只需在其輸入端進(jìn)行一些更改,該門就可以用作任何基本邏輯門。但大多數(shù)情況下,我們更喜歡NAND門而不是NOR門來(lái)設(shè)計(jì)其它基本邏輯門。接下來(lái)看看如何使用或非門設(shè)計(jì)其他門。
1、僅使用或非門的基本邏輯門
其實(shí)或非門可以設(shè)計(jì)基本的邏輯門,例如AND、OR、NOT門。或非門執(zhí)行所有3種類型的基本邏輯門如下圖所示:
2、3-輸入或非門
多輸入或非門可以通過(guò)在其輸入側(cè)連接其他邏輯門來(lái)設(shè)計(jì)。下面來(lái)看看3輸入或非門的邏輯符號(hào)和真值表,其中布爾表達(dá)式?jīng)]有隨著輸入數(shù)量的變化而變化,或非門的輸出是或非門輸入加法的倒數(shù)。
3-輸入或非門符號(hào):
3-輸入或非門的布爾表達(dá)式為Q = (A+B+C) ?。
3-輸入或非門的真值表如下:
當(dāng)所有3個(gè)輸入為高電平時(shí),3個(gè)輸入或非門的輸出為低電平,而對(duì)于所有其他輸入組合,它將為高電平。
3、4-輸入或非門
與3輸入或非門類似,也可以設(shè)計(jì)4輸入或非門,其符號(hào)如下圖所示:
4輸入或非門的布爾表達(dá)式是:
常用的TTL和CMOS邏輯或非門IC
下面給出了所有TTL和CMOS邏輯NOR門的IC列表:
一些最常用的或非門IC是:
Pin引腳配置圖如下所示:
引腳說(shuō)明如下圖所示:
主要應(yīng)用
邏輯或非門可用于構(gòu)建異或門和其他一些實(shí)時(shí)應(yīng)用,它的實(shí)時(shí)應(yīng)用之一是“混合攪拌罐(Mixer tank)”,下面簡(jiǎn)單介紹下。
觀察下圖,可以使用3輸入NOR門來(lái)控制攪拌罐的成分流動(dòng)。不同種類的成分儲(chǔ)存在單獨(dú)的圓柱形桶中,電容式接近開關(guān)布置在每個(gè)圓柱體的底部,位于其底部,這是為了檢測(cè)成分的數(shù)量或水平。
當(dāng)配料下降到傳感器水平時(shí),氣缸產(chǎn)生高電平邏輯輸出。高于傳感器的成分電平將被視為低邏輯電平(0)。當(dāng)所有成分下降到傳感器電平時(shí),或非門的所有輸入都將變?yōu)楦唠娖健?/p>
當(dāng)所有成分下降到傳感器電平時(shí),或非門的輸出將變?yōu)楦唠娖健F渲休敵鲞B接到電源轉(zhuǎn)換器,電源轉(zhuǎn)換器連接到Motot(混合成分)。NOR邏輯門的高輸出激活電源轉(zhuǎn)換器并激活電機(jī),使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)并混合所有成分。
總結(jié)
不看看出,或非門是數(shù)字邏輯電路中的基本元件,實(shí)現(xiàn)邏輯或非功能。有多個(gè)輸入端,1個(gè)輸出端,多輸入或非門可由2輸入或非門和反相器構(gòu)成。只有當(dāng)兩個(gè)輸入A和B為低電平(邏輯0)時(shí)輸出為高電平(邏輯1)。
需要注意的是,在實(shí)際使用過(guò)程中,由于或非門作為開關(guān)的打開速度相對(duì)較慢,所以人們更愿意用與非門(AND Gate)。
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