编码 隐匿在计算机软硬件背后的语言

开关闭合，电流从V端流出，经过电磁铁芯流到大地上。产生磁效应吸合金属簧片，从而连通了V、灯泡和地之间的电路，使灯泡发光。

上面的图显示了两个电源和两个接地端。但是在这一章的所有电路中，所有电源，即“V”是可以彼此互连的，接地端也如此。在本章和下一章的电路中，所有继电器网络和逻辑门只需要一节电池，尽管可能是一节很大容量的电池。例如，上述电路图可以画为如下只用一节电池的方式。

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但是，这个电路图中没有清楚地表明，为什么我们要使用继电器。可以先不看回路，单单看继电器，像前面的控制面板一样，从输出和输入开始。

当电流流经输入时（例如，用一个开关把输入连到“V”端)，电磁铁就会被触发，输出就得到一个电压。

继电器的输入不一定只能是开关，其输出也未必只限于灯泡。一个继电器的输出可以连到另一个继电器的输入，例如下面这个电路：

当开关闭合，第一个继电器被触发，提供电压给第二个继电器。于是第二个继电器被触发，使灯泡发光。

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连接继电器是建立逻辑门的关键。

实际上，灯泡可以采用两种方式连接到继电器上。注意，弹性金属簧片是被电磁铁拉下来的。平时，金属簧片与上端触点相接触，当电磁铁拉动它时，它就会与下端触点相接触。我们之前一直把金属簧片与下方触点接触作为继电器的输出，而其实也可以把它与上方触点相接触作为输出。当我们这样使用的时候，继电器的输出恰好相反，当输入开关断开的时候，灯泡发光。

当输入开关闭合时，灯泡熄灭。

用开关术语来说，这种继电器叫做双掷继电器。它拥有两个输出，但是这两个输出在电的极性上是对立的一当一端有电压时，另一端就没有。

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另外，如果想象不出现代继电器是什么样子，你可以在你们当地电器行的简易透明包装中看到一些。有些继电器就像方形小冰块一样大，如零件型号为275-260和275-214的继电器就是这种大小的继电器，而且它们也十分耐用。这些继电器内部的元件被封在一个干净的塑料外壳里，因此你可以看到电磁铁和金属簧片。本章和下一章所描述的电路都使用的是元件号为275-240的继电器，这种继电器体积小（大约一块口香糖大小）而且价格便宜（每个2.99美分）。

前面提到，两个开关可以串联，同样地，两个继电器也可以串联。

上面继电器的输出为下面继电器提供电压。如上图所示，当两个开关都断开的时候，灯泡不发光。我们先闭合上面的开关。

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灯泡仍然不亮，因为下面的开关一直是断开的，这个继电器没有被触发。我们现在断开上面的开关，并闭合下面的开关。

灯泡仍然不亮。由于上面的继电器没有被触发，电流无法流过灯泡。只有两个开关都闭合的时候灯泡才会被点亮。

这时，两个继电器都被触发，电流从V流经灯泡后流入到地中。

就像两个开关串联一样，这两个继电器也执行了逻辑操作。只有当两个继电器都被触发的时候灯泡才会亮。这样两个继电器的串联被称为一个“与门”。为了避免复杂的图示，电气工程师用如下专门的符号表示一个与门。

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这是四个基本逻辑门中的一个。与门有两个输入端（上图中的左端）和一个输出端(上图中的右端)。这样表示的与门通常输入在左边，输出在右边。这是因为人们习惯于由左向右的阅读方式，在读电路图的时候也会由左向右。但与门也可以画成输入在上端、右端或者下端。

有两个继电器、两个开关和一个灯泡的原始电路图如下所示。

使用“与门”符号，上图可以画为如下所示的图。

注意，与门的符号不仅仅代替了两个串联的继电器，而且还暗示着上面的继电器与电源相连，两个继电器都接地。只有当上面的开关与下面的开关都闭合的时候，灯泡才会发光。这就是称它为“与门”的原因。

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与门的输入未必一定要和开关相连，而且输出也不一定只能与灯泡相连。我们真正要处理的是输入端的电压和输出端的电压。例如，一个与门的输出可以作为另一个与门的输入，如下所示。

只有当三个开关全部闭合的时候，灯泡才会亮。只有当上面两个开关全闭合的时候，第一个与门的输出才会触发第二个与门中的第一个继电器。而最下面的开关闭合会触发第二个与门中的第二个触发器。

如果我们将低电平视为0，将高电平视为1，那么与门的输入和输出之间的关系如下所示。

像两个开关串联一样，与门的输入与输出之间的关系同样可用下表来描述。

同样可以让与门有多个输入端。例如，将三个继电器串联，如下图所示。

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只有当三个开关全部闭合时灯泡才会发光。这个结构可以用如下符号来表示。

它被称为三输入端与门。

以下逻辑门是由两个继电器并联而成。

注意两个继电器的输出是接在一起的，这个连在一起的输出为灯泡提供了电源。任何一个继电器都能点亮灯泡。例如，如果闭合上面的开关，灯泡会亮。这时，灯泡从左边的继电器得到了电源供应。

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同样的，如果我们将上面的开关断开，并闭合下面的开关，灯泡也会发光。

如果两个开关都闭合，灯泡也会亮。

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显而易见，当上面的开关或下面的开关闭合，灯泡都会发光，这里的关键词是“或”，因此这样的门被称为“或门”。电气工程师用如下符号表示或门。

它和与门的符号稍微有点相似，但是输入端的一边是弧线，像英文单词“OR”中字母“O”一样（这样可以帮你分清它们）。

或门的两个输入中，只要有一个加上电压，输出就是高电平。如果将低电平看做0，高电平看做1，那么或门也有四种可能的组合状态。

像总结与门一样，我们可以将或门的输入和输出关系总结为一个表，如下所示。

或门也可以有多个输入端（只要任一个输入端为1，其输出端就为1，只有所有的输入端都为0时，输出端才为0)。

前面解释了为什么我们所用的继电器叫双掷继电器，这是因为其输出有两种不同的连接方式。通常在开关断开的时候，灯泡不会亮。

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