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一邊搭建電路,一邊輕松掌握簡(jiǎn)單邏輯運(yùn)算

發(fā)布人:電巢 時(shí)間:2022-11-28 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章

很多人肯定花費(fèi)了很多時(shí)間在鍵盤(pán)上,試圖想要告訴電腦,讓它做些什么。甚至是形狀怪異的計(jì)算機(jī)主機(jī)也會(huì)因?yàn)榭雌饋?lái)像垃圾桶而被嘲笑。

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對(duì)我而言,這一直是一件很神秘的事情,以至于那些無(wú)生命的或者其他以非常巧妙的方式排列的東西,都可以進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算,最終使我們下定決心記住和創(chuàng)建幾乎所有的東西。

為了更好地了解和探索計(jì)算機(jī)的工作原理,便有了這個(gè)帶燈和兩個(gè)開(kāi)關(guān)A和B的小電路:


很明顯,僅當(dāng)同時(shí)關(guān)閉這兩個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí),指示燈才能點(diǎn)亮。

這個(gè)邏輯很簡(jiǎn)單:上面的測(cè)試必須滿足兩個(gè)條件:開(kāi)關(guān)A閉合,且開(kāi)關(guān)B閉合,燈亮。

現(xiàn)在,我們將上面的這個(gè)邏輯換一種方式來(lái)表達(dá):用0表示開(kāi)關(guān)的打開(kāi),用1表示開(kāi)關(guān)的閉合;用0表示燈滅,用1表示燈亮,可能出現(xiàn)的可能和結(jié)果如下圖所示:

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只有在開(kāi)關(guān)A AND B均為1的情況下,燈為1,這就是所謂的邏輯和運(yùn)算(AND)。順便說(shuō)一句,這種表稱為真值表。

還有一些其他的電路,這次只用1個(gè)開(kāi)關(guān),如下圖所示:


當(dāng)前,燈的狀態(tài)為長(zhǎng)亮,如果我關(guān)閉開(kāi)關(guān),燈就會(huì)熄滅,因?yàn)槲覀冸娏髁鲃?dòng)是一條更簡(jiǎn)潔的路徑,則真值表如下:

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當(dāng)開(kāi)關(guān)為0,輸出為1,反之亦然,這中邏輯運(yùn)算稱為邏輯非運(yùn)算(NOT)。

上面所描述的這兩種電路,是人為的在用手指控制這些開(kāi)關(guān),而這是計(jì)算機(jī)所缺少的,在早期,用電磁體的吸合和斷開(kāi)來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉開(kāi)關(guān),這不僅笨拙還緩慢,因此出現(xiàn)了像真空管這樣更先進(jìn)的技術(shù)。

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后來(lái)就有了晶體管,看下圖,用晶體管搭建的電路是不是和我們上面例子的電路很相似呢?其實(shí),晶體管本質(zhì)上就是一個(gè)開(kāi)關(guān),但是它是通過(guò)電而不是用手指打開(kāi)和關(guān)閉的。

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我們來(lái)對(duì)比一下,晶體管是怎樣控制燈的:


上面介紹的都是比較簡(jiǎn)單的、可以通過(guò)面包板搭建的,但是對(duì)于一些比較復(fù)雜的邏輯運(yùn)算,要用面包板搭建那將是很恐怖的一件事情,有機(jī)會(huì)我們通過(guò)仿真來(lái)給大家介紹一下稍微復(fù)雜的邏輯運(yùn)算吧!?。?/p>


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