數位邏輯元件圖鑑:邏輯閘、正反器、多工器與記憶體
每個元件一頁:它做什麼、真值表(或功能表)、接腳、通常怎麼接,以及常見錯誤。點「在 Norro 裡試試」就能在瀏覽器裡直接操作。
輸入 / 輸出
- 開關手動切換 0/1 的輸入,最常用來當電路的輸入變數。
- 時脈自己在 0 和 1 之間來回跳動的訊號,用來推動正反器、暫存器、RAM 這些循序元件。
- LED顯示一個位元:1 亮、0 暗,用來觀察輸出。
- 七段顯示器七段顯示器:a~g 七個輸入各控制一段筆畫,組合起來可以顯示數字。
基本邏輯閘
- OR 閘(或閘)只要有任一輸入是 1,輸出就是 1。
- AND 閘(及閘)所有輸入都是 1,輸出才是 1。
- NOT 閘(反閘、反相器)反相器:輸出永遠和輸入相反。
- NOR 閘(反或閘)OR 再反相:全部輸入都是 0 時輸出才是 1。
- NAND 閘(反及閘)AND 再反相:只有全部輸入都是 1 時輸出 0,其他情況都是 1。
- XOR 閘(互斥或閘)互斥或:輸入裡 1 的個數是奇數時輸出 1。兩個輸入時就是「不一樣才是 1」。
- XNOR 閘(反互斥或閘)XOR 再反相:兩個輸入相同時輸出 1。
組合邏輯
- 多工器多工器:用選擇線 S 從好幾個資料輸入裡挑一個,送到輸出 Y。
- 解多工器解多工器:把輸入 D 送到選擇線 S 指定的那一個輸出,其他輸出都是 0。
- 解碼器解碼器:n 位元的輸入 A 是多少,第幾個輸出 Y 就是 1,其他都是 0(one-hot)。
- 編碼器編碼器:看哪一個輸入是 1,就輸出那個編號的二進位數字。
- 七段解碼器七段解碼器:把 4 位元數字(0~F)轉成七段顯示器需要的 a~g 訊號。
循序邏輯(正反器)
- RS 正反器RS 正反器:S=1 設定(Q 變 1),R=1 重置(Q 變 0),都是 0 時保持。
- JK 正反器JK 正反器:像 RS,但 J=K=1 時會反轉,沒有禁止的輸入。
- D 型正反器D 正反器:CLK 由 0 變 1 的瞬間把 D 存起來,其他時間 Q 都不變。
- T 型正反器T 正反器:T=1 時每個時脈正緣反轉一次,T=0 時保持。