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在印刷电路板上使用时的逻辑
真理会让你自由。逻辑设备的真值表将确定逻辑运算的结果。有少数几种操作被称为门操作。这些门是根据适用的功能命名的。首先要考虑的两个是AND门和OR门。这些通常都具有两个输入和一个输出。
您的家里可能有走廊或楼梯间的灯，通道的两端都有电灯开关。当两个开关均处于向下位置时，指示灯点亮。当两者都亮起时，指示灯也亮起。如果一个打开，而另一个关闭，则指示灯熄灭。这两个开关的真值表如下：
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SW1 |
SW2 |
结果 |
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在 |
在 |
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离开 |
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离开 |
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在 |
尽管有例外，我们还是用1或0表示二进制逻辑状态。“ 1”也可以称为“高”状态，而“ 0”则表示“低”逻辑状态。描述该情况的所有方法都是将一个或零个，高电平或低电平，施加到引脚的电压或不施加电压。低并不总是与地面同义。可能是负电压。某些设备可以具有三态输出，该输出使用负电压和正电压，并将地作为中间状态。
将代码变成行动-摘要变成具体的
除了一点点皱纹，机器语言是一串从数字软件中逻辑语句编译而来的“一”和“零”。编译后，可以将二进制代码应用于逻辑门，以做一些有用的事情，或者至少在操纵输入来驱动结果方面很有趣。
为了激活“与”门，两个输入引脚都必须施加电压。或门只需要一个输入引脚即可充电，但在两个输入引脚上施加标称电压都可以得到正的结果。如果在“或”门的两个引脚都处于活动状态时不希望处于高电平状态，则可以使用“异或”门，也称为“异或”门。
此外，我们可以翻转一下，以便所有结果都可以颠倒。在描述符的前面放置一个N，用于NAND和NOR门。或门可以是互斥的也可以是反相的，我们称其为XNOR门。我上面提到的两个电灯开关类似于EX-NOR电路。它们在存储设备中也非常有用。
缓冲器和反相器：您可能认为更有用
充实其他简单的逻辑门是反相器和缓冲器。这些逻辑器件具有一个输入引脚和一个输出引脚。正如您所期望的，根据所发生的变化，逆变器会将位从一种状态翻转到另一种状态。
当涉及到缓冲区时，其想法是在不改变状态的情况下刷新信号，以便我们可以按其方式发送它。缓冲器可以用作一种将电压恢复到其完整规格的方式，同时消除任何其他信号完整性问题。缓冲器的原理图符号类似于反相器，只是输出引脚上没有小圆圈。如您所见，圆圈是所有反转结果的门所共有的。
逻辑的演进：更低的功耗，更快的切换
随着时间的流逝，逻辑门的工作电压下降了。较小的电压摆幅发生得更快，开关噪声也更小。回到我刚开始的时候，我们有TTL（晶体管-晶体管逻辑），其电压为+/- 5V。随之而来的是CMOS体系结构和新的5。3。它一直在进步。电压下降时，数据速率跳变。这种进展意味着，如果在走线或导线的整个长度上存在明显的电压降，则很难读取零状态和单状态之间的阈值。
那就是这些缓冲器的所在。您还可以通过将两个反相器串联在一起来创建一个缓冲器。当双开关将逻辑置于原始状态时，输出将刷新。由于逆变器通常在标准封装中带有六个或更多的门，因此可能会有一些空插槽用于该目的。您可以利用这些构建块来发挥创造力。
这些原语本身由少量的晶体管和无源元件组成。AND门不限于两个输入引脚。可能需要三个或四个输入引脚注册一个1才能使输出引脚跟随。还有其他电路将功能组合为更多集成的功能。例如，您可能听说过触发器（不是靴），电平转换器或比较器。这些是为特定目的而方便地打包的逻辑门组，其中有许多。
门交换-因为没有人能完美地绘制原理图
原理图的第一次迭代不太可能导致完全流畅的流程，尤其是当我们允许系统将各个门随机分配给它们的封装时。即使我们尝试提前计划，PCB布局也可能具有重新分配逻辑门的优势。可以通过重新查看原理图来完成。
另一种方法是在布局中使用门交换例程来优化连接。首先，必须确保实际上允许门交换。然后，您必须对原理图进行反注释，以使其与布局对齐。您的方法将取决于正常的工具流程以及电路的复杂性/灵活性。
这些不起眼的电路已与其他电路拼凑在一起，形成了数十亿晶体管级居民的大规模殖民地。这一切都始于用软件编写的语句，这些语句被编译为驱动整个过程的二进制代码。芯片上的超大规模系统没有比这更复杂的了。只是一个地方有很多东西。尝试跟上我们的数字未来，玩得开心。