文档介绍：组合逻辑电路
本章在简单说明组合逻辑电路的特点、功能表示方法和分类之后,重点讲解组合逻辑电路的基本分析和设计方法及若干典型电路,最后粗略介绍组合逻辑电路中的竞争冒险问题。
组合电路的概念
图2-1是组合逻辑电路的示意图
(1)逻辑功能特点
任何时刻电路的稳定输出,仅仅取决于该时刻各个输入变量的取值。
输入变量与输出变量之间的逻辑关系可以一般地表示为:
或者写成向量的形式:
上式表示,tn时刻电路的稳定输出Y(tn)仅取决于tn时刻的输入I(tn)。
(2) 电路结构特点
从电路结构上看,组合电路是由常用门电路组合而成的,其中既无输出到输入的反馈连接,也不包含可以存储信号的记忆元件。其实,门电路也是组合电路,只不过因为它们的功能和电路结构都特别简单,所以使用中仅将其当成基本逻辑单元。
从功能特点看,逻辑代数一章中介绍的逻辑函数,都是组合逻辑函数。既然组合电路是组合函数的电路实现,那么用来表示逻辑函数的几种方法——真值表、卡诺图、逻辑表达式及时间图等,显然都可以用来表示组合电路的逻辑功能。
(1)按照逻辑功能特点不同划分:加法器、比较器、编码器、译码器、数据选择器和分配器、只读存储器等。
(2)按照使用基本开关元件不同又有CMOS、TTL等类型;按照集成度不同又可以分成SSI、MSI、LSI、VLSI等。
组合电路的基本分析方法和设计方法
组合电路的基本分析方法
由给定组合电路的逻辑图出发,分析其逻辑功能所要遵循的基本步骤,称之为组合电路的分析方法。一般情况下,在得到组合电路的真值表(真值表是组合电路逻辑功能最基本的描述方法)后,还需要做简单文字说明,指出其功能特点。
(1)根据给定的逻辑图写出输出函数的逻辑表达式;
(2)进行化简,求出输出函数的最简与或表达式;
(3)列出输出函数的真值表;
(4)说明给定电路的基本功能。
在许多情况下,分析的目的或者是为了确定输入变量取值不同时功能是否满足要求;或是为了变换电路的结构形式,例如将与或结构变换成与非-与非结构等;或者是为了得到输出的标准与或表达式,以便用中、大规模集成电路进行实验;或者是为了在分析包括该电路的系统时,利用其功能的逻辑描述。
[例2-1] 试分析图2-2所示电路的逻辑功能,图中输入信号A、B、C、D是一组二进制代码。
[解] (1).写输出函数Y的逻辑表达式
(2).化简
(3).列真值表
A
B
C
D
Y
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
(4).功能说明
由表2-1所示真值表可以明显看出,图2-2所示逻辑图是一检奇电路,即当输入4位二进制代码A、B、C、D的取值中,1的个数为奇数时输出Y为1,反之,为偶时输出为0。
组合电路的基本设计方法
根据设计要求,设计出适合需要的组合逻辑电路应该遵循如下的基本步骤: