逻辑门简述

逻辑门是集成电路的基本组件,通过控制元件的高低电平的组合来进行二进制逻辑运算。其中高电平(有信号)代表 1 (true) ,低电平代表 0 (false)

基本逻辑门

三种基本逻辑门

  1. 非门 :一个输入,一个输出。输入1,输出0;输入0,输出1。即输出与输入的逻辑状态相反。
  2. 与门 : 多个输入,一个输出。当所有输入为1时,输出1,否则就输出0。即需要所有输入端都为1才输出1
  3. 或门 : 多个输入,一个输出。当所有输入为0时,输出0,否则就输出1。即需要输入端任一为1就输出1。

由三种基本逻辑门组合而成的逻辑门

  • 与非门 : 即由与门和非门组合而成。当所有输入为1时,输出0。否则输出1.
  • 或非门 : 即由或门和非门组合而成。当所有输入为0时,输出1。否则输出0.

稍复杂逻辑门

  • 异或门:两个输入,一个输出。当两个输入状态相同时(即 同真 或 同假),输出0。否则输出1。
  • 同或门: 两个输入,一个输出。当两个输入状态相同时,输出1。否则输出0。即与异或门的判断逻辑相反。
  • 蕴含门 :两个输入,一个输出。若给其中一个输入端命名为A,另一个命名为B。则只有A为1,B为0时,输出端输出1。其他情况都输出0。
  • 蕴含非门:蕴含门+非门 而成。当A为1,B为0时,输出0,其他情况都输出1。

Minecraft中的红石元件特性

二极管 :二极管阻止电流在电路中倒流。

当需要隔离输入线以避免反馈,或是从两个输入合并为一个(如在上述“或门”),这二极管显得非常有用。

二极管通常可分为三种形态:占一个空间的红石中继器 延时1至4个刻度;占三个空间的红石火把中继器(也称为经典或传统中继器)延时2个刻度,与及占两个空间的荧石二极管不会延时

红石中继器 :基于红石中继器的二极管制作是最简单方便的,只需将一个红石中继器垂直放置在红石电路即可。

此二极管电路完成后有 1 个刻度的延时,并可调至最多延时4个刻度。

下图示范了这种简单的架构。

红石中继器

红石火把中继器 :红石火把中继器可以很有效地制作二极管(但它有两个刻度的延时作为沉重代价)

因应红石火把的特性:单方向的信号(火把底部连接点若有能量,火把将会熄灭),两个红石火把组合形成两道“非门”,产生出二极管的效果。

此设计还可以把间隔加宽许多,从而允许比中继器更低的成本传送距离更远的范围。

制作方法是两道“非门”,每道“非门”都需要一个固体方块(不包括玻璃、荧石、树叶)连接一个红石火把。

在靠近电路输入的“非门”,红石火把放置在固体方块的顶部;而靠近电路输出的“非门”,红石火把放置在固体方块的侧面。

第二个红石火把因为受到第一个火把产生的电流影响而初始熄灭(注意这将会有一次短暂的脉冲)。

若有需要,两个“非门”之间可以放置红石粉延长电路(最多15格空间)。

Minecraft中的红石逻辑门演示

非门

或门

与门

与非门

或非门

红石逻辑门的应用

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