在印刷电路板上使用的拆包逻辑

2021年3月21日

真相会让你自由。逻辑设备的真值表将决定逻辑操作的结果。有一些操作被描述为门。门是根据应用的函数命名的。两个主要的开始是与门和或门。这两者通常都有两个输入和一个输出。

图1。图片来源:作者-吉他效果踏板小信号处理在基本逻辑器件的帮助下进行。

你家里可能有一个走廊或楼梯间的灯，在走廊的两端都有一个灯开关。当两个开关都在下位置时，灯是亮的。当他们都起床时，灯也亮着。如果一个在上，另一个在下，灯就灭了。这两个开关的真值表如下:

SW1	SW2	结果
在	在	在
在	从	从
从	在	从
从	从	在

我们用1或0表示二进制逻辑状态，尽管也有例外。“一”也可以称为“高”状态，而“零”则代表“低”逻辑状态。一或零，高或低，电压施加到引脚或不施加都是描述情况的方式。低并不总是地面的同义词。它可以是负电压。一些设备可以有三态输出，使用负电压和正电压，中间状态为地。

把代码变成行动——抽象变得具体

撇开这个小问题不谈，机器语言是由软件中的逻辑语句列表编译而成的一串1和0。一旦编译完成，二进制代码就可以应用于逻辑门，在操纵输入以驱动结果方面做一些有用的或至少有趣的事情。

为了激活AND门，两个输入引脚都必须加电压。一个OR门只需要一个输入引脚有一个电荷，但一个正的结果可以有一个标称电压应用到两个输入引脚。如果我们不想在OR门的两个引脚都激活时处于高状态，我们可以使用Exclusive OR门，也称为XOR门。

此外，我们可以翻转比特，这样所有的结果都是相反的。在NAND门和NOR门的描述符前面放一个N。OR门既可以是排他的，也可以是倒置的，我们称之为XNOR门。我上面提到的两个开关类似于EX-NOR电路。它们在存储设备中也非常有用。

图2。IBM:典型逻辑门的原理图符号和真值表的可视化。

缓冲器和逆变器:比你想象的更有用

充实其他简单的逻辑门是逆变器和缓冲器。这些逻辑器件有一个输入引脚和一个输出引脚。正如您所期望的，逆变器将根据输入的内容将位从一种状态翻转到另一种状态。

当涉及到Buffer时，我们的想法是在不改变状态的情况下刷新信号，这样我们就可以将它发送出去。该缓冲器可能是有用的手段，以恢复电压到其完全规格，同时消除任何其他信号完整性问题。的原理图符号对于缓冲器，就像逆变器一样，只是在输出引脚上没有小圆圈。如您所见，这个圆对于反转结果的所有门都是共同的。

逻辑的进化:更低的功耗，更快的开关

随着时间的推移，逻辑门的工作电压下降了。较小的电压波动发生得更快，开关噪声更小。当我开始工作时，我们有TTL(晶体管-晶体管逻辑)，运行在+/-5V。随着CMOS架构的出现，3变成了新的5。它一直在进步。当电压下降时，数据速率会上升。这一进展意味着，如果在一段线或线的长度上有显著的电压降，那么在0状态和1状态之间的阈值就更难读取了。

这就是缓冲的作用。你也可以通过串联两个逆变器来创建缓冲区。当双开关将逻辑置于原始状态时，输出将被刷新。由于逆变器通常在标准封装中带有六个或更多的门，因此可能会有一些空槽用于此目的。你可以用这些积木来创造。