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一边搭建电路,一边轻松掌握简单逻辑运算

发布人:电巢 时间:2022-11-28 来源:工程师 发布文章

很多人肯定花费了很多时间在键盘上,试图想要告诉电脑,让它做些什么。甚至是形状怪异的计算机主机也会因为看起来像垃圾桶而被嘲笑。

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对我而言,这一直是一件很神秘的事情,以至于那些无生命的或者其他以非常巧妙的方式排列的东西,都可以进行数学运算和逻辑运算,最终使我们下定决心记住和创建几乎所有的东西。

为了更好地了解和探索计算机的工作原理,便有了这个带灯和两个开关A和B的小电路:


很明显,仅当同时关闭这两个开关时,指示灯才能点亮。

这个逻辑很简单:上面的测试必须满足两个条件:开关A闭合,且开关B闭合,灯亮。

现在,我们将上面的这个逻辑换一种方式来表达:用0表示开关的打开,用1表示开关的闭合;用0表示灯灭,用1表示灯亮,可能出现的可能和结果如下图所示:

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只有在开关A AND B均为1的情况下,灯为1,这就是所谓的逻辑和运算(AND)。顺便说一句,这种表称为真值表。

还有一些其他的电路,这次只用1个开关,如下图所示:


当前,灯的状态为长亮,如果我关闭开关,灯就会熄灭,因为我们电流流动是一条更简洁的路径,则真值表如下:

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当开关为0,输出为1,反之亦然,这中逻辑运算称为逻辑非运算(NOT)。

上面所描述的这两种电路,是人为的在用手指控制这些开关,而这是计算机所缺少的,在早期,用电磁体的吸合和断开来打开和关闭开关,这不仅笨拙还缓慢,因此出现了像真空管这样更先进的技术。

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后来就有了晶体管,看下图,用晶体管搭建的电路是不是和我们上面例子的电路很相似呢?其实,晶体管本质上就是一个开关,但是它是通过电而不是用手指打开和关闭的。

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我们来对比一下,晶体管是怎样控制灯的:


上面介绍的都是比较简单的、可以通过面包板搭建的,但是对于一些比较复杂的逻辑运算,要用面包板搭建那将是很恐怖的一件事情,有机会我们通过仿真来给大家介绍一下稍微复杂的逻辑运算吧!!!


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关键词: 电路

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