芝识课堂【微控制器基础】——电路中的“数字与逻辑”（下）

点击“东芝半导体”，马上加入我们哦！

与门（AND）可以看作是一个在满足所有输入条件时，才输出执行信号的电路。例如，当你想打开灯泡时，即使开关A为“ON”时，如果开关B为“OFF”，灯泡也不亮。相反，即使开关B为“ON”时，如果开关A“OFF”，灯泡仍然不亮。所以，这意味着只有当开关A和B都为“ON”时，灯泡才会亮。即只有当A和B都输入1时，输出Y才为1。

或门（OR）可以看作一个输入任何信号时都会输出执行的电路。以开灯泡来举例说明，如果开关A或B中的任何一个为“ON”时，灯泡都会亮。即向A或B输入1时，输出Y都为1。

非门（NOT）电路也称为逻辑非门电路。向A输入1时，输出变为0，向A输入0时，输出变为1。这样，输入信号反转后输出。

由这三种逻辑状态还可以衍生出另外两种：（1）与非门（NAND）电路，其由非门（NOT）电路和与门（AND）电路组合而成；（2）或非门（NOR）电路，其由非门（NOT）电路和或门（OR）电路组合而成。通过结合以上所述基本逻辑电路，可以配置具有特定功能的电路。下图是用于比较器的异或（XOR）电路，该比较器用于检查数据不匹配和加法器。图中，开关按下的状态定义为打开，拉起的状态定义为关闭。只有当A、B不匹配时（例如A为“ON”且B为“OFF”），电路才会接通，灯泡才会亮。如真值表所示，向A或B输入1时，输出Y都为1。

在一般逻辑元件中，输出信号由输入信号决定，状态为“1”或“0”。但是，有些逻辑元件除了1”或“0”之外，还有其他状态。在下图的电路中，其输出部分信号由控制端决定，当控制部分设置为“1”（高电平）时，则输入数据按原样输出；如果控制部分设置为“0”（低电平）时，则输出部分将断开连接，数据无法输出。这种断开状态称为高阻抗。像这样可以有“1”、“0”和“高阻抗”这三种输出状态的电路，称为三态电路。

根据逻辑功能的不同特点，在微控制器中的数字电路大致可以分为两类：一类为组合逻辑电路，其数据无法储存，也就是任何时刻的输出都只由当前时刻的输入决定，与上一时刻无关；另一类为时序逻辑电路，其的输出不仅仅取决于当前时刻的输入，还与原来的电路状态相关。触发器（flip-flop）电路就是典型的时序逻辑电路，常见的触发器有RS、T、D、JK等，其的输出也取决于0和1的存储方式。

小小一枚微控制器由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成，而逻辑电路是其中的基本单元。东芝深耕微控制器领域多年，拥有非常丰富的研发与制造经验。在本系列文章中，我们将向大家持续分享关于微控制器相关的知识，敬请期待～

关于东芝电子元件及存储装置株式会社

东芝电子元件及存储装置株式会社是先进的半导体和存储解决方案的领先供应商，公司累积了半个多世纪的经验和创新，为客户和合作伙伴提供分立半导体、系统LSI和HDD领域的杰出解决方案。

公司22,000名员工遍布世界各地，致力于实现产品价值的最大化，东芝电子元件及存储装置株式会社十分注重与客户的密切协作，旨在促进价值共创，共同开拓新市场，公司现已拥有超过7,100亿日元（65亿美元）的年销售额，期待为世界各地的人们建设更美好的未来并做出贡献。

如需了解有关东芝电子元件及存储装置株式会社的更多信息，请复制以下链接进行访问：https://toshiba-semicon-storage.com