第九十四章 逻辑门 下
(本章已于2022年7月27~28日重写)
现在,我们已经知道了三道逻辑门:
非门(NOT Gate)——反转信号
与门(AND Gate)——全部输入都为1才会输出1
或门(OR Gate)——部分输入为1就会输出1
这三道是最简单的逻辑门。在这一章,我们将会来看看复杂一点的五道门(其实也没多复杂)。
或非门(NOR Gate),简单来说,就是或门+非门。啥意思呢?我们来看一看或非门长什么样子:
◆┊(这里的拉杆为R1)
空┊!(插图94-1)
◆┊(这里的拉杆为R2)
┊······红石线
!······C输出用红石火把
◆······R输入用拉杆
这就是或非门,让我们拿它和或门对比一下:
◆┊
空┊┈
◆┊
┈······C输出红石线
你会发现或非门相比或门,仅仅就是把输出的红石线改成红石火把。但就是这么一个小小的改变,会有什么用?
我们来看看或非门的特性:
当R1=0 R2=0时 C=1
当R1=1 R2=0时 C=0
当R1=0 R2=1时 C=0
当R1=1 R2=1时 C=0
不难发现,对于或非门来说,只要有部分输入为1,就会输出0,必须要所有输入都为0才会输出1。等等,让我们回顾一下或门的特性:
『或门只要部分输入为1时,就会输出1。也就是当部分条件为真(true)时,就会返回真(true)』
这个特性......完全是相反的啊。
没错,或非门,其实就是在或门的基础上对或门的输出动了点手脚,加了个『非门』来反转信号,所以才被称作『或非门』,也因此具有和或门完全相反的特性。
同样的,既然有『或非门』,那自然就有『与非门』。
与非门(NAND Gate),具有和与门完全相反的特性。与门的特性是『要全部输入都为1时,才会输出1』,所以相反的与非门的特性就是『要全部输入都为1时,才会输出0』:
当R1=0 R2=0时 C=1
当R1=1 R2=0时 C=1
当R1=0 R2=1时 C=1
当R1=1 R2=1时 C=0
最简单的与非门,也就是在与门的基础上去掉C输出的红石火把,换成普通的红石粉(不是加上一个非门吗?):
️◆⊕(这里的拉杆为R1)
空┊┈(插图94-2)
️️◆⊕(这里的拉杆为R2)
┊······红石线,在这边红石线下面要有任意完整方块,使得它和旁边两个红石火把齐平
️⊕······一个完整方块上面插着红石火把的结构
┈······C输出用红石线
️◆······R输入用拉杆
异或门(XOR gate),虽然带有『或门』字样,但其实它的特性和或门没有太大关系。异或门的结构有些复杂:
◆️⊕!─┈!(这里的拉杆为R1)
空┊┈!█|(插图94-3)
◆️⊕!─┈!(这里的拉杆为R2)
┊······红石线,在这边红石线下面要有任意完整方块,使得它和旁边两个红石火把齐平
️⊕······一个完整方块上面插着红石火把的结构
┈······红石线,在这边红石线下面要有任意完整方块,使得它高于地平线1米
─······地平线上的红石线
|······地平线上的红石线,作为C输出点
!······红石火把
️◆······R输入用拉杆
异或门具有如下特性:
当R1=0 R2=0时 C=0
当R1=1 R2=0时 C=1
当R1=0 R2=1时 C=1
当R1=1 R2=1时 C=0
也就是说,异或门必须在所有输入有不一致的情况下才会输出1,输入都一样反而会输出0。也就是当所有条件有不同时,才会返回真(true)。这就是为什么『异或门』开头为『异』,这个『异』就是指『不一样的输入』。
同或门(XNOR gate)的特性和异或门完全相反,它的特性是这样的:
当R1=0 R2=0时 C=1
当R1=1 R2=0时 C=0
当R1=0 R2=1时 C=0
当R1=1 R2=1时 C=1
也就是说,同或门必须要所有输入一致才会输出1,输入不一致反而会输出0。这就是为什么这类逻辑门叫做『同或门』,其中的『同』字就代表『相同的输入』
同或门的结构其实就是在异或门的基础上套了个非门来反转输出:
◆️⊕!─┈!(这里的拉杆为R1)
空┊┈!█|┈!(插图94-4)
◆️⊕!─┈!(这里的拉杆为R2)
就因为同或门本质上是异或门+非门,所以同或门又被称为异或非门。
上面这些门都是较为简单并且特性较容易理解的逻辑门,所以本章就到这里了?
还有最后一个门:蕴含门(IMPLIES Gate)
蕴含门听起来很高大上,但其实本质上只是在普通开开关关的两个输入中的一个加了个非门来反转信号:
◆️┈█!(这里的拉杆为R1)
□□□┊┈C(插图94-5)
□◆️┈┊(这里的拉杆为R2)
┊······地平线上的红石线
█······任意完整方块
┈······地平线上的红石线
!······红石火把
️◆······R输入用拉杆
C······输出
□······没有任何东西
蕴含门具有如下特性:
当R1=0 R2=0时 C=1
当R1=1 R2=0时 C=0
当R1=0 R2=1时 C=1
当R1=1 R2=1时 C=1
可见,蕴含门的逻辑较为特殊,它必须要在R1输入1且R2输入0的情况下才能输出0,也就是必须要第一个条件为真(true),第二个条件为假(false)才会返回假(false)。
这就是本章的全部内容,也就是五个逻辑门:或非门、与非门、异或门、同或门和蕴含门
其实逻辑门还有很多很多种造法,如果你对此感兴趣,可以在网上谷歌或百度一下(你就知道[滑稽])。
另外,其实像普通『R=1 C=1;R=0 C=0』的开就开,关就关的这种红石电路,其实也是逻辑门哦!