数电逻辑门电路分析和Digital仿真
数电逻辑门电路分析和Digital仿真
在数字电路中，逻辑门是实现逻辑运算的基本单元。常见的逻辑门包括与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）和同或门（XNOR）。本文将详细解释这些基础逻辑门及其在Digital仿真软件中的实现方法。
1. 逻辑门电路
在数字电路中，逻辑门是实现逻辑运算的基本单元。常见的逻辑门包括与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）和同或门（XNOR）。下面详细解释这些基础逻辑门及其在Digital软件中的仿真。
对于Digital软件的安装和配置可以参考相关教程。
2. 非门（NOT Gate）
按照下面的顺序在Digital中搭建一个非门电路：
- 打开Digital软件，从“组件——输入输出”中，选择一个输入和一个输出；
- 从“组件——导线”中选择一个地、一个电源和一个下拉电阻；
- 从“组件——开关”中选择一个继电器；
- 右键点击输入，标签输入A；
- 右键点击输出，标签输入B；
- 右键点击继电器，勾选“闭合继电器”；
按照如下电路图连接：连接完成后，选择快捷菜单栏的仿真键开始仿真。
按F9分析可以看到真值表和表达式，这种输入信号和输出信号完全相反的电路，叫做非门
但是这里用继电器的行为是用在日常电路中，但在集成电路中不会使用继电器，而是使用MOS管来代替，比如NMOS和PMOS，如下所示：
按照这个电路搭建集成电路，上方为PMOS晶体管，下方为NMOS晶体管，这样也可以得到非门的效果。
当输入A为低电平（0）时：
- PMOS导通，NMOS截止。
- 输出为高电平（1）。
当输入A为高电平（1）时：
- PMOS截止，NMOS导通。
- 输出为低电平（0）。
在之后的电路搭建中，直接使用软件自带的各种逻辑门组件更方便。
3. 与门（AND Gate）
- 从“组件——输入输出”中，选择两个输入和一个输出；
- 从“组件——导线”中选择两个地、一个电源和一个下拉电阻；
- 从“组件——开关”中选择两个继电器；
给输入编号A、B，给输出编号C，按照如下图连接：
按F9分析可以看到真值表和表达式，这种只有两路都同时置1就是输出才会置1的电路，叫做与门。
4. 或门（OR Gate）
按照如下图搭建电路：
按F9分析可以看到真值表和表达式，这种只要有一路置1就导致输出置1的电路，叫做或门。
5. 与非门（NAND Gate）
按照如下图搭建电路：
按F9分析可以看到真值表和表达式，这种全1出0，其他出1的电路，叫做与非门。
同样的，在集成电路中也是使用MOS管来实现电路。如下所示：
如图搭建电路，并联的为PMOS管，串联的为NMOS管，同样可以实现与非门的效果。
当输入A为低电平（0）时：
- PMOS导通，NMOS截止。
当输入A为高电平（1）时：
- PMOS截止，NMOS导通。
6. 或非门（NOR Gate）
按照如下图搭建电路：
按F9分析可以看到真值表和表达式，这种有1出0，全0出1的电路，叫做或非门。
同样的，在集成电路中也是使用MOS管来实现电路。如下所示：
7. 异或门（XOR Gate）
按照如下图搭建电路：
按F9分析可以看到真值表和表达式，这种相同出0，相异出1的电路，叫做异或门。
8.异或非门（XNOR Gate）
按照如下图搭建电路：
按F9分析可以看到真值表和表达式，这种相同出1，相异出0的电路，叫做异或非门。