在前幾篇文章中，我們討論了關(guān)于基本邏輯門的一些概念，包括與門、或門以及非門，那這三個(gè)邏輯門電路是我們組成數(shù)字邏輯運(yùn)算或是計(jì)算機(jī)組成的基本三器件。當(dāng)然后面還會(huì)出現(xiàn)例如：數(shù)制數(shù)碼、存儲(chǔ)運(yùn)算、串行與并行等等。但是基本邏輯門是所有數(shù)位器件的基礎(chǔ)。

那么單單采用這三個(gè)基本邏輯電路，恐怕是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們需要將基本邏輯相組合，進(jìn)行應(yīng)用。

例如：兩個(gè)量先進(jìn)行與運(yùn)算然后在取個(gè)非。或者兩個(gè)量相或同樣取個(gè)非。類似這樣的問題還有很多。那么今天我們就來研究一個(gè)。

如果講與門與非門進(jìn)行結(jié)合會(huì)怎么樣？先來看圖：

 

這兩個(gè)圖我們?cè)偈煜げ贿^了，分別是與門和非門，那么與門的邏輯關(guān)系為乘法關(guān)系，即有0 出0 ，全1為1，而非門呢則是與邏輯相反輸入為1，輸出為零，輸入為0，輸出為1。

如果所這倆個(gè)邏輯門有什么關(guān)系的話，說真的真沒什么關(guān)系，但是注意，非門與緩沖器的關(guān)系，二者不僅僅是差個(gè)圓圈那么簡(jiǎn)單。

好，既然這樣，我們不妨將二者結(jié)合，首先來看圖：

這個(gè)就是與非門的邏輯符號(hào)，通過符號(hào)可以看出，無非是在與門前面加了一個(gè)非門，也就是說其輸出邏輯關(guān)系恰恰和與門的邏輯關(guān)系相反。不信？我們來看看。

第一個(gè)：真值表

首先來看與門的真值表：

I1	I2	Y
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

那么如果取反呢？

下面來看與非門的邏輯真值表：

I1	I2	Y
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

可以發(fā)現(xiàn)，和與門的邏輯關(guān)系正好相反，也就是說，我們制作了一個(gè)有1出1，全0出0的一個(gè)邏輯門電路。

既然已經(jīng)了解了關(guān)于與非門邏輯的關(guān)系，下面我們來說一下其邏輯表達(dá)式。

與非邏輯門又叫做反及閘（nand gate）又稱為nand閘，其輸入輸出關(guān)系為：

當(dāng)所有輸入全為1，輸出為0

當(dāng)任何一個(gè)輸入為0，輸出為1

其邏輯表達(dá)式為：

當(dāng)輸入為I1、I0輸出為Y：

     Y=(I1I2)’

邏輯真值表已經(jīng)在前面講過，下面來看一下他的波形圖：

 

同樣與非門也可以通過CMOS和開關(guān)電路進(jìn)行搭建，如圖所示：

 

同樣與非的芯片有：74ls系列：74ls00、74LS20，CMOS系列：CD4011

以CD4011為例講解一下其內(nèi)部電路：

 

如圖所示，這個(gè)是與非門，集成芯片，可以發(fā)現(xiàn)其左上為電源，右下為地線。其內(nèi)部包含了四個(gè)獨(dú)立的2輸入與非門。

CD4011主要有兩種封裝形式，雙列直插(DIP)及貼片(SOP)封裝，其中貼片封裝還有窄腳距的SSOP封裝：

 

 

其封裝尺寸：

 

 

CD4011集成電路基本應(yīng)用電路

 

上圖是CD4011集成電路構(gòu)成的聲光雙控?zé)綦娐罚@種電路在樓道的聲光控?zé)衾锉容^常見，其中D1D2D3為CD4011中三個(gè)邏輯門單元。

 

其工作原理為：本電路主要由邏輯門D3構(gòu)成的話筒放大電路，D2構(gòu)成的光控電路，D3構(gòu)成的延時(shí)電路以及可控硅構(gòu)成的開關(guān)電路等組成。當(dāng)白天光線足夠時(shí)，光敏電阻阻值低，此時(shí)邏輯門D2的輸出端始終為高電平1，其狀態(tài)不受另一個(gè)引腳高低電平的影響，故此時(shí)話筒信號(hào)無效；D1的兩個(gè)輸入端相連，其邏輯關(guān)系由與非門變成非門，即“反相器”，當(dāng)輸入端為高電平時(shí)，輸出為低電平，可控硅得不到觸發(fā)電壓而截止；

 

當(dāng)黑天時(shí)，由于光敏電阻得不到光線阻值變大，此時(shí)邏輯門D2的輸出狀態(tài)由邏輯門D3控制，D3及外圍元件組成了駐極體話筒放大電路，當(dāng)有聲音進(jìn)入話筒時(shí)D3輸出高電平，經(jīng)過D2后變?yōu)榈碗娖剑诵盘?hào)經(jīng)過二極管VD5后輸入D1，經(jīng)過D1反相后使單向可控硅門極得到觸發(fā)電壓而導(dǎo)通，此時(shí)燈被點(diǎn)亮；

 

220V的交流電經(jīng)過四個(gè)二極管組成的整流電路整流后，輸出的為脈動(dòng)直流電，所以可控硅沒有自鎖的作用，當(dāng)話筒信號(hào)消失時(shí)，可控硅的門極沒有了觸發(fā)電壓就會(huì)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)；但由于D1的輸入端有電容C2，話筒的輸入信號(hào)經(jīng)放大后會(huì)向電容充電，D1的輸出狀態(tài)不會(huì)立即翻轉(zhuǎn)，當(dāng)話筒無信號(hào)時(shí)，電容C2向電阻R2放電，D1的輸出就會(huì)慢慢變?yōu)榈碗娖剑瑹粞訒r(shí)熄滅。

 

電阻R1電容C1以及穩(wěn)壓二極管VS組成了降壓穩(wěn)壓電路，為電路提供工作電源；電阻R7為駐極體話筒提供偏置電壓，電容C3及C5起到隔直流的左右，只有脈動(dòng)直流才會(huì)通過。調(diào)節(jié)電阻R3的阻值可以改變光控的靈敏度；調(diào)整R2和C2的值，可以改變延時(shí)時(shí)間。

 

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