2、逻辑门

在<1>已经了解了继电器，用继电器，电池以及灯泡搭建如下电路：

当开关闭合的时候，灯泡亮起。当开关断开的时候，灯泡会灭掉。

上图，我们可以缩减一下，只观察继电器的部分，则有下图所示：

当电流经过输入的时候，电磁铁会被触发，输出就会得到一个电压。

不过输出并不一定要接灯泡，它也可以接到下一个继电器的输入，如下图所示：

这样子，当电流经过输入的时候，第一个继电器被触发，提供电压给第二个继电器。于是第二个继电器被触发，电灯发亮。

既然开关可以串联，那么继电器也可以串联在一起，把第一个继电器的输出接到第二个继电器的电源输入，如下图所示：

此时，当仅一个开关闭合的时候，灯泡不亮，只有两个开关同时闭合的时候灯泡才会亮。

这种逻辑被称之为“与门”，用下面的符号表示：

因此，上面的串联电路，等同于如下：

与门的输入和输出有如下关系来表示：

好的，上面就是串联电路的逻辑关系。下面再看一下并联。

把两个继电器的输出接到一起，并联电路，如下图所示：

这个时候，只要任一开关闭合，那么灯泡就会亮起，这种逻辑关系称之为“或”，下面的符号表示：

或门的输入和输出有如下关系：

好的，上面就是串联电路。

 

再来看一下，开头的第一张电路图：

输入0（低电平）输出也是0（低电平），输入1（高电平）输出也是1（高电平）。这种继电器称之为缓冲器。如下图所示：

缓冲器的逻辑关系如下：

很明显，缓冲器它并没有什么作用，输入和输出都是相同的。但是当输入信号微弱的时候，缓冲器就可以派上用场了，这个也就是前面电报机中使用继电器的原因。

此时，如果把输出改为如下所示：

那么，开关断开状态下，灯泡亮起。当开关闭合，灯泡灭掉。刚好是相反的，这种连接方式的继电器叫做反相器。

用下面的符号来表示：

它的特性就是，输入0（低电平）转化为1（高电平），反之等同。

到这里，上面就是2个逻辑门（与门、或门）和反相器、缓冲器的描述。

 

使用上面提到的几个逻辑关系，来构造一个“2-4”的译码器。输入为2个二进制位，各种组合共表示4个不同的值。输出是4个信号，任何时刻只能有一个是1，至于哪个是1，取决于两个输入。

开关和输出值有如下对应关系，第一列是开关1，第二列是开关2，后面4列分别对应4个输出。

 

最后，再介绍2个逻辑门，它们分别是或非门和与非门。

下面该电路图，第一个继电器的输出连接到第二个继电器的电源（它和上面的串联电路（与门）非常相似，只是第一个继电器的输出点和第二个继电器的输出点不同。可以翻上去比较一下）。

当两个开关都断开的时候，灯泡亮起。而如果有一个开关闭合，则灯泡会灭。

第一个开关闭合，则横杆会被吸引过来，此时线路断开，第二个继电器则没有电源。

第二个开关闭合，则横杆吸引过来，线路断开。

这些结果恰恰和或门相反，因此电路称之为或非门，用下面的符号表示：

小圆点表示反向的意思，因为它也等同于：

或非门的输出关系如下表所示：

上面就是或非门，下面再看一下另外一种连接方式，如下图所示，它们的输出连接在一起，和上面的并联电路（或门）非常的相似，只是输出是连接在不同的点，可以上面比较一下。

两个开关都断开，灯泡亮。

其中一个开关断开，灯泡亮。

两个开关都闭合，灯泡灭。

这个结果恰恰和与门相反，因此称之为“与非门”。用下面的符号表示：

与非门的输出关系有如下表所示：

最后，一共有4中门电路，下面再次列举它们的输入和输出关系：

观察上面的表，可以总结到：

带两个反向输入的与门等价于或非门，下图所示：

带两个反向输入的或门等价于与非门，下图所示：