组合逻辑电路简介

数字信号由数字系统处理,数字系统可以建立各种逻辑门。这些逻辑电路由各种逻辑门组成,通过将它们以一定的组合连接起来,以产生所需的输出。数字逻辑电路主要分为两类,顺序逻辑电路和组合逻辑电路。本文对组合逻辑电路作了简要介绍。

组合逻辑电路

组合逻辑电路是逻辑输入的组合的当前状态决定输出的电路。术语组合逻辑意味着两个或更多个逻辑门的组合形成所需的功能,其中给定时间的输出仅取决于输入。

逻辑门是组合电路的基本构建块。通过使用逻辑门的组合可以实现更复杂的组合电路,例如多路复用器和解复用器,比较器,加法器和减法器等。

组合电路包括输入变量,逻辑门和输出变量。逻辑门接受输入并根据逻辑门的运行类型,从它们生成输出信号。
通过在输入处转换的二进制信息来从该过程获得所需的输出数据。下图显示由N个输入变量和M输出变量组成的广义组合逻辑电路的示意图。

组合框图

在上图中,存在N个输入变量,因此输入的比特组合将存在2N可能的比特组合。通过对输入变量的布尔表达式,表示每个输出。因此,广义组合逻辑电路的结果可以由M个布尔表达式表示。

在上图中,电路接受二进制变量,并且取决于它生成输出的门的逻辑组合。

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组合逻辑电路的设计过程

可以使用以下步骤设计组合电路。

  1. 识别和确定可用输入变量的数量和所需的输出变量。
  2. 表示每个输入和输出变量的符号(字母)。
  3. 表达输入和输出变量的关系。
  4. 表明输入和输出变量之间的关系的真理表。
  5. 根据输入变量获取每个输出变量的布尔表达式。
  6. 最小化各种输出变量的布尔表达式。
  7. 通过最小化布尔表达式的实现获得逻辑图。

为了最小化布尔表达式,可以使用各种简化技术来减少门的数量,从而减少实现成本。这些技术包括布尔代数定理和恒等式,卡诺映射(k -映射),奎因-麦克卢斯基表等。对于组合电路的硬件实现,以下指南是最优先的。

  • 电路的实现应该是这样的,它应该具有最小数量的栅极,具有最小数量的输入。
  • 门之间的互连数应最小,传播时间应最短。
  • 应始终有一个限制门的驱动能力。

这是一种简单、有效、传统的小型电路组合电路设计方法。如果电路更复杂,需要的门的数量更多,也需要更多的电线在它们之间。因此,设计这样的电路可能不太可靠和耗时。

为了克服这些问题,大多数组合电路都可用在集成电路(ic)中,而集成电路在数字系统的设计中被广泛使用。根据门的集成能力,这些集成电路分为小型、中型、大型和特大规模集成电路。

为了实现特定的数字功能,如加法、多路复用、解多路复用、编码、解码、比较等,数字系统中大多使用中等规模集成(MSI) ic。

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组合逻辑电路示例

声明:设计具有三个输入变量的组合逻辑电路,使得当一个或两个输入变量是逻辑1但不是所有三个时,它将产生逻辑1输出。

解决方案:按照上面列出的要点,根据给定的语句设计逻辑图。在给定的语句中有三个输入变量和一个输出变量。第二步,将输入变量赋值为a、B、C,输出变量赋值为y。接下来,通过构造真值表,可以得出输入输出变量之间的关系,如下所示。

真理表

现在,将K-map化简为,得到得到输出Y的真值表的简化布尔表达式

3.

通过实现上述布尔方程,我们得到逻辑图

逻辑电路

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组合逻辑电路的分类

组合电路应用广泛,包括计算器、数字测量技术、计算机、数字处理、机器自动控制、工业加工、数字通信等。

不同类型的组合逻辑电路用于各种应用。在所采用的逻辑电路的功能上,组合逻辑电路的功能主要分为三种类型,即算术和逻辑电路,数据传输电路和码转换器电路。

组合电路的分类新

算术和逻辑电路

算术运算是大多数计算机和计算器的主要功能之一。这些操作由逻辑门或简单的组合电路进行,这些组合电路将几个逻辑门组合起来以执行所需的功能。这些组合电路的算术功能包括加、减、乘等。

用于这些运算的一些组合电路有半加法器、全加法器、半减法器、全减法器、加减法器、比较器、可编程逻辑器件等。

数据传输电路

最常用的组合电路是多路复用器和解复用器。多路复用器逻辑电路接受几个数据输入并一次通过输出通过输出。它们用于数据选择,并行于串联转换,数字系统中的数据路由应用程序。

DE多路复用器电路执行比多路复用器的反向操作。它接受单个输入并将其分发到多个输出。这些用于分销商以及串联到并行转换器应用程序。

其他基本的数据传输电路包括编码器和解码器。解码器逻辑电路将n位二进制输入代码转换为2n行输出。每个输出行只针对一种可能的输入组合进行激活。

这些用于数据解复用,数字模拟转换器和数字显示应用。编码器数字电路将有源输入信号转换为编码输出信号,作为解码器的反向操作。这些用于位压缩应用程序。

代码转换器电路

在某些应用中,需要接口两个不同编码系统的数字块。因此,在这种电路之间使用转换电路以转换信息。这些转换器中的一些是二进制文件到格雷码,灰色到二进制,BCD到超出3码,超出3到BCD代码和七个段代码转换器电路。

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