逻辑电路

逻辑电路或者逻辑门是我的世界游戏中的一种红石电路，是根据当前输入状态与自身类型，返回对应输出的电路组件。逻辑门的种类繁多，每种逻辑门也有很多千差万别的构型，各有优缺点。

介绍

1. 如果希望在输入稳定的情况下使输出发生变化，可以参考脉冲电路的设计。

2. 而当希望保存输入的特定状态时，单个逻辑门无法实现这一功能，此时应考虑使用记忆电路。

3. 逻辑门本身存在一定的延迟现象，这种延迟可以被视为简单累加。

4. 对于某些逻辑门结构，其上升沿与下降沿的延迟可能存在差异，因此在计算时需要分别考虑。

5. 当多个输入之间的延迟差距过大，可能会导致输出出现毛刺现象。

6. 毛刺的产生是由于逻辑门根据先到的输入生成了输出，随后又根据后到的输入对输出进行了更新。

7. 为了消除毛刺现象，可以采取使用记忆电路的方式。

8. 尽管毛刺通常被视为负面现象，但在某些情况下，设计毛刺也可以达到特定的需求。

9. 非、或、或非和与非这四种逻辑任选其二都可以实现所有逻辑，还可以仅用其中的或非逻辑和与非逻辑实现所有逻辑。

交换输入

1. 除蕴含门、蕴含非门外的二输入逻辑门，交换A端与B端不会影响输出结果。

扩展输入

1. 或门、与门、异或门与同或门可通过“二叉树形”级联改造为多输入形式。改造后的多输入形式仍可任意交换输入端。
2. 在Minecraft中，可以直接实现多输入或门和多输入与门。

逻辑门的选择

1. 若不清楚应该用哪种逻辑门，你可以像这里一样列出真值表（列出所有输入信号的可能组合以及期望对应的输出），然后可以将你列出的表与下面的表进行对比，看看哪一种符合即可选用。列表也给出了每种运算的对应数学符号。

逻辑门

1. 逻辑门（Logic Gate）为最基本的逻辑电路。

非门

非门真值表

非门（NOT Gate），即“反相器”。逻辑：

• 若输入真，则输出假。
• 若输入假，则输出真。

1. 会将所输入的真值反相，也就是当输入为假时输出为真，反之亦然。
2. Minecraft的红石火把就是非门。

或门

或门真值表

或门（OR Gate），逻辑：

• 任意输入为真，则输出真。
• 否则输出假。

1. 在Minecraft中，可以利用二叉树结构的级联二输入或门进行多输入或门的改造。

2. 多输入或门的输入端可以任意进行交换，以适应玩家的需求。

3. 玩家在Minecraft中也可以通过直接连接红石线来实现或门功能（即线或）。

4. 然而，值得注意的是，输入之间可能会出现串扰，举例来说，如果A输入的信号反向传递至B输入，可能会导致错误的信号输出。

或非门

或非门真值表

或非门（NOR gate），即反相输出的或门。逻辑：

• 任意输入为真，则输出假。
• 否则输出真。

1. 多输入或非门的实现方式是将一个非门与一个多输入或门相连接，通过这种组合可以翻转输出结果。
2. 在逻辑电路中，或非门也可视作非门的一种扩展，具备多个输入的能力。
3. 这种电路设计的灵活性使得仅采用或非门便可构建任意逻辑运算，展现出其通用性与适应性。

与门

与门真值表

与门（AND gate），逻辑：

• 所有输入为真，则输出真。
• 否则输出假。

1. 可以使用二叉树结构的级联二输入与门，将其改造成多输入与门。
2. 在这种多输入与门中，各个输入端可以随意进行交换。
3. 在Minecraft游戏中，还可以利用“非或非”结构，方便地实现任意数量的与门输入。
4. 与门的常见应用之一是构建可锁的门，这种门只有在按钮被同时按下，并且锁（通常是拉杆）处于开启状态时才能打开。

异或门

异或门真值表

异或门（XOR gate），逻辑：

• 若输入为真的数量为奇数，则输出真，否则输出假。
  • 因此若有奇数个输入发生变动，则输出会发生变动。
• 对于二输入版本，逻辑可简述为“输入是否不同？”。

1. 多输入异或门可以通过改造二叉树型级联二输入异或门来实现。

2. 此类多输入异或门的输入端可以灵活地进行交换。

3. 若将奇数个输入的同或门增加非门，就可以将其转换为异或门。

4. 异或门的设计通常能够满足在多个地点对同一设备进行控制的需求。

5. 在控制方式上，异或门经常被用于将不同的控制输入组合在一起，任何一个控制端的切换都会影响输出状态。

6. 这种机制类似于在日常生活中，有两个开关可以独立控制同一灯泡的亮灭状态。

同或门

同或门（二输入）真值表

同或门（XNOR gate），逻辑为：

• 若输入为真的数量为偶数，则输出真，否则输出假。
  • 因此若有奇数个输入发生变动，则输出会发生变动。
• 对于二输入版本，逻辑可简述为“输入是否相同？”。

1. 可以利用二叉树结构的级联二输入同或门，将其改造为多输入同或门。
2. 在这种多输入同或门设计中，输入端的排列可以自由交换。
3. 对于任意数量的异或门，通过在其奇数个输入端添加非门，可以有效地将其转化为同或门。

蕴含门

蕴含门真值表

蕴含门（IMPLIES Gate）在逻辑学里又称为“实质条件”（可简述为“若A则B”）。逻辑：

• 若输入A为真且输入B为假，则输出假。
• 否则输出真。

1. 蕴含门不能随意交换输入A和输入B。
2. 若1代表真，0代表假，蕴含门亦可理解为“A小于等于B”（A<=B）。

蕴含非门

蕴含非门真值表

蕴含非门（NIMPLY Gate）是蕴含门的输出再取反。逻辑：

• 若输入A为真且输入B为假，则输出真。
• 否则输出假。

1. 蕴含非门不能随意交换输入A和输入B。
2. 若将现实逻辑电路中的“高阻态”视为0，则蕴含非门和三态门等效。
3. 在Minecraft中，红石比较器能直接作为蕴含非门使用。