【题目编号】MC1-1280
【题目】具有两个输入端的或非门(NOR)是最简单的数字逻辑电路之一。如果这两个输入的组合分别为 00、01、10、11,则对应的输出为:
【答案】A
[A]1、0、0、0
[B]0、1、1、1
[C]0、1、0、1
[D]1、0、1、0
考点速览
这道题问的是二输入或非门(Not-OR gate,NOR)的输出序列。或非门是在或门后面接一级反相器,规则是“或门的结果取反”:只要有一个输入端为高电平,输出就是低电平;只有两路输入同时为低电平,输出才是高电平。按 00、01、10、11 排列,输出是 1、0、0、0。
或非门常被拿来跟与非门一起考,原因是它同样属于通用门,也能单独构成任何逻辑功能。两类门的名字只差一个字,输出序列却几乎相反,属于典型的“记混就丢分”考点。
或非门:只有全 0 才出 1
先写或门的结果:00 输出 0,01、10、11 都输出 1,即 0、1、1、1。逐位取反,得到 1、0、0、0,这就是或非门的输出。直接记结论更省事:或非门只有一种情况输出高电平,就是两路输入全是低电平。
用开关类比,或非门相当于把两只并联开关控灯改成了“灯灭表示有开关合上”:只要有一只开关合上,灯就灭;两只都断开,灯才亮。这类“正常时输出高、报警时拉低”的电路在设备里很常见,因为它天然对应低电平有效的报警信号。
逻辑符号上,或非门就是或门图形输出端加一个小圆圈。看符号做题时,先按门内运算算出或门结果,再整体取反,顺序不要颠倒。
或非门的通用性与工艺地位
把或非门的两个输入接在一起,得到的是反相器:输入 0 时两路全 0,输出 1;输入 1 时有高电平,输出 0。有了反相器,再配合几只或非门,可以搭出或门和与门,因此或非门同样是通用门。
互补金属氧化物半导体工艺里,或非门与非门都只要四只晶体管,而或门、与门需要六只。早期有些工艺线专门用或非门作为基础单元来搭整块逻辑,理由是或非结构在某些版图规则下面积更小。今天的大规模可编程器件内部已经不再直接暴露这些门,但综合工具把逻辑映射成查找表的过程,用的仍是同一套布尔代数。
对业余爱好者来说,这一节的意义不在于背工艺,而在于知道“通用门”这个概念的边界:与非、或非能通吃,与、或、异或都不能。这也是判断题里区分“通用门”和“普通门”的判据。
逐项辨析
选项 A 正确:输出序列 1、0、0、0。只有第一组输入 00 时两路全低,或门输出 0,取反得 1;其余三组至少有一路为高,或门输出 1,取反得 0,与或非门的定义完全一致。
选项 B 给的是 0、1、1、1。这是或门(OR)本身的输出,没有做最后的取反,等于把“或非”看成了“或”,漏掉了那个“非”字。
选项 C 给的是 0、1、0、1。这个序列跟随某一路输入变化,反映不出“两路同时为低”这个唯一条件,与或非逻辑无关。
选项 D 给的是 1、0、1、0。它是选项 C 的反相,同样是只看一路输入的结果。
可以看到,或非门的干扰项集中在两种手法:一是把或非当成或门,二是不比较两路输入而只盯一路。前者只要检查最后三位是否为 0 就能排除,后者只要检查序列是否随单路输入周期性变化就能排除。
或非与与非的对照记忆
六个基本门里有两组“反相门”最容易混淆:与非门(NAND)和或非门(NOR)。对照着看最清楚。与非门的判据是“两路全高时输出低”,输出序列 1、1、1、0,唯一的低电平在最后;或非门的判据是“两路全低时输出高”,输出序列 1、0、0、0,唯一的高电平在最前。
再往下延伸一层,本组题目还涉及与门、或门、异或门、同或门四种,它们的输出分别是 0、0、0、1;0、1、1、1;0、1、1、0;1、0、0、1。把这六组序列排在一起记,会发现一个规律:凡是末尾带“非”的门,输出序列都可以由不带“非”的门逐位取反得到,无需另记。
应试要点
或非门记“全 0 出 1”,输出为 1、0、0、0,答案是选项 A。判据:唯一的高电平在第一组,即两路输入全为低的时候。若序列变成 0、0、0、1(唯一的 1 在最后),那是与门;变成 1、1、1、0(唯一的 0 在最后),那是与非门。