从NAND门实现XOR门
NAND门是一个通用的逻辑门,利用它我们可以实现任何其他类型的逻辑门或逻辑表达。阅读本教程,了解如何只用NAND门来实现一个XOR门。让我们从XOR门和NAND门的基本概述开始吧
什么是XOR门
XOR (Exclusive-OR) 门是一种派生逻辑门。XOR门是一个有两个输入和一个输出的逻辑门。当它的两个输入中只有一个是高电平(逻辑1)时,XOR门产生一个高电平(逻辑1)输出。当XOR门的两个输入都是高电平(逻辑1)或低电平(逻辑0)时,那么XOR门的输出就是低电平(逻辑0)状态。XOR门的逻辑符号a如图1所示。
因此,XOR门只有在其输入不相等时才会产生一个输出高电平。因此,XOR门也被称为 “反重合门 “或 “不平等检测器”。
XOR门的输出是其输入的模数之和,即:
其中,A和B是XOR门的两个输入变量,Y是XOR门的输出变量。XOR门的输出表达式被解读为Y等于A或B。
XOR门的真值表
真值表显示了XOR门的输入和输出之间的关系。XOR门的真值表如下所示。
Input | Output | |
---|---|---|
A | B | Y = (AB’ +A’B) |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
什么是NAND门
NAND门是一种通用逻辑门,可以用来实现任何类型的逻辑表达或任何其他类型的逻辑门。NAND门基本上是两个基本逻辑门的组合,即AND门和NOT门,也就是说。
NAND门是一种逻辑门,当其所有输入为高电平时,其输出为低电平(逻辑0),而当其任何输入为低电平(逻辑0)时,其输出为高电平(逻辑1)。因此,NAND门的操作与AND门相反。图2显示了一个双输入NAND门的逻辑符号。
NAND门的输出方程
如果A和B是输入变量,Y是NAND门的输出变量,那么它的输出为
它被解读为 “Y等于A.B整条”。
NAND门的真值表
下面是NAND门的真值表。
Input | Output | |
---|---|---|
A | B | Y = (A.B)’ |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
现在,让我们讨论一下从NAND门到XOR门的实现。
从NAND门实现XOR门
如上所述,NAND门是一个通用逻辑,因此,我们可以用它来实现任何其他的逻辑门。图3显示了如何只用NAND门来实现一个XOR门。
从仅使用NAND门的XOR门的逻辑电路图中可以看出,我们需要4个NAND门。
现在,让我们了解这个NAND逻辑电路是如何产生相当于XOR门的输出的。
第一个NAND门的输出是。
第二和第三NAND门的输出是。
最后,这两个输出(Y2和Y3)被连接到第四个NAND门。这个NAND门将产生一个输出,这个输出是。
这就是XOR门的输出。因此,通过这种方式,我们可以只用NAND门来实现XOR门。