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逻辑或门(OR Gate)符号、电路及应用特点

IC先生 IC先生 12920 2022-07-04 11:44:30

门是对输入信号进行操作的功能逻辑器件,逻辑门是逻辑器件设计的主要器件或基本元件,它根据输入信号执行逻辑运算,常见的逻辑门的NAND、NOR、AND、OR、EX – OR、NOT和BUFFER。

在本文当中,小编将简单介绍下关于逻辑或门(OR Gate)符号、电路及应用特点等相关知识,特别是逻辑或门应用于辑缓冲器和逻辑反相器。

逻辑或门的概念

逻辑或门(OR gate),又称或电路、逻辑。逻辑或门的电路设计(使用二极管)如下图所示,该电路在输入侧使用两个二极管。在所有逻辑电路中,+5伏表示为高电平逻辑,0伏或接地表示为低电平逻辑,这两个逻辑电平用二进制数0和1表示。

逻辑或门电路

这里0表示低(开关处于OFF位置),1表示高(开关处于ON位置)。只有当两个输入都为低时,或门才会产生低输出,在所有其他条件下或对于所有其他输入组合,或门的输出将为高。

如果将高逻辑电平电压(即+5伏)连接到任一输入端,则二极管变为正向偏置,从而使输出为高电平。或者,如果将高电平电压连接到两个输入,那么两个输入都将为高电平,使二极管处于正向偏置状态。然后或门电路输出为高电平。如果或门的两个输入为低电平,则输入二极管变为反向偏置,不允许电流在电路中流动。所以输出将为低(0)。

或门的逻辑符号表示如下所示,具有两个输入和一个输出:

或门逻辑符号

或门的数学函数为Z = X + Y,这里X和Y是输入,Z是或门的输出。

另外,逻辑或门的真值表如下所示:

或门真值表

这个表面,除了两个低输入条件外,所有输入组合的或门的输出都将是高电平。

带灯开关电路的或门说明

或门开关电路将有两个输入连接到两个手动切换开关,这里让两个开关分别为A和B,那么可以将或门的开关操作解释为:

  • 当开关A和B都打开时(开关提供低电平输入信号)即 A=0,B=0,则灯泡不会发光。
  • 当开关A闭合(提供高电平输入信号)和B打开(提供低电平输入信号)即A=1,B=0时,灯泡就会发光。
  • 当开关A打开(提供低电平输入信号)和B关闭(提供高电平输入信号)即A=0,B=1时,灯泡就会发光。
  • 当开关A和B都闭合时(开关提供高电平输入信号)即A=1,B=1,则灯泡将发光。

或门开关电路

逻辑或门的脉冲操作

将两个不同的时钟信号应用于或门逻辑门A和B的输入,然后观察或门的输出,它将如下所示:

逻辑或门的脉冲操作

当两个输入为高时,输出也为高。更进一步,即使任一输入为高电平,或门的输出仍为高电平状态,而当或门的两个输入均为低电平时,输出也为低电平。

使用NPN晶体管的或门

其实也可以使用二极管和晶体管来构建或门,使用NPN晶体管设计的或门如下图所示:

使用NPN晶体管的或门

+6伏电压提供给晶体管的集电极以驱动电路,输入通过电阻器施加到晶体管。第二晶体管的发射极接地。输出在晶体管的发射极计算。对于或门逻辑电路,晶体管并联连接,当两个晶体管导通或任何一个晶体管导通时,电路的输出测量为高电平。

3输入或门

也可以设计一个具有3个输入的或门,虽然门有3个输入,但布尔方程不会改变。或门的输出等于输入之和。

3输入或门符号如下图所示:

3输入或门

3输入或门的真值表如下所示:

3输入或门的真值表

当所有3个输入为低电平时,3个输入或门的输出为低电平,而对于所有其他输入组合,它将变为高电平。

多输入或门

可以通过将逻辑门外部连接到或门来设计多输入或门,多输入或门如下所示:

6输入或门

6输入或门的布尔表达式为Q = (A + B) + (C + D) + (E + F) 。如果需要设计一个奇数输入或门,那么可以通过下拉电阻将它们直接连接到地,从而将一些输入设为“未使用”。

常用的TTL和CMOS逻辑或门IC

目前比较常用(广泛)使用的或门IC列表如下:

  • TTL逻辑或门——》74LS32四路2输入
  • CMOS逻辑或门——》CD4071四路2输入、CD4075三路3输入、CD4072双4输入
  • 十六进制2输入或驱动器——》74832

另外,所有可用的或门逻辑门IC如下图所示:

所有可用的或门逻辑门IC


7432四路2输入或门IC

74系列IC用作Quad 2输入或门,具体如下图所示:

7432四路2输入或门IC

或门7432或门IC系列引脚说明:

引脚说明

或门的主要应用

或门用于许多现实生活应用中,下面介绍其应用之一“车门系统报警电路”。

通过将四个电路连接到汽车(或任何车辆)的4个门来设计此报警器,当门打开时,电路产生高输出(逻辑1),类似地,当门关闭时,电路产生0(逻辑0 )。四个门的4个输出连接到一个4输入或门,该输出连接到警报。

车门报警电路

当任何一扇或多扇门打开时,4输入或门的输出为1,然后警报响起,这样就可以知道车门的状况,从而知道它们是否正确被关闭。

总结

简单来说,逻辑或门有多个输入端,一个输出端,只要输入中有一个为高电平时(逻辑“1”),输出就为高电平(逻辑“1”);只有当所有的输入全为低电平(逻辑“0”)时,输出才为低电平(逻辑“0”)。

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