根據(jù)邏輯功能特點(diǎn)的不同,可以把數(shù)字電路分為兩大類,一類叫做組合邏輯電路;另一類叫做時(shí)序邏輯電路。在組合邏輯電路中,任意時(shí)刻的輸出僅僅取決于該時(shí)刻的輸入,與電路原來的狀態(tài)無關(guān)。組合邏輯電路中輸出與輸入之間一般沒有反饋通路,電路中沒有記憶單元,電路沒有記憶功能。
一、組合邏輯電路的分析,就是通過某種方法找出電路的邏輯功能來,具體步驟如下
(一)根據(jù)已知的邏輯圖寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式,方法是逐級寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式,最后寫出該電路輸出和輸入的邏輯表達(dá)式;
(二)對寫出的邏輯函數(shù)表達(dá)式進(jìn)行化簡;
(三)列出真值表進(jìn)行邏輯功能分析
用框圖表示為:
示例分析:
組合邏輯電路如圖所示, 試分析該電路的邏輯功能。
解答過程:1. 由邏輯圖逐級寫出邏輯表達(dá)式。為了寫表達(dá)式方便,借助中間變量。
2. 化簡與變換
3.由表達(dá)式列出真值表
4.分析邏輯功能
當(dāng)A、B、C三個變量不一致時(shí),電路輸出為“1”,所以這個電路稱為“不一致電路”。
二、組合邏輯電路的設(shè)計(jì)一般應(yīng)以電路簡單、所用器件最少為目標(biāo),并盡量減少所用集成器件的種類,因此在設(shè)計(jì)過程中要用到代數(shù)法和卡諾圖法來化簡或轉(zhuǎn)換邏輯函數(shù)
組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法:
(一)將實(shí)際的問題分析出邏輯條件和邏輯結(jié)果,并量化成0,1表示;
(二)列出對應(yīng)的真值表;
(三)由真值表寫出對應(yīng)的邏輯表達(dá)式并進(jìn)行簡化;
(四)畫出能解決實(shí)際問題的邏輯圖。
用框圖表示為:
示例分析:
設(shè)計(jì)一個電話機(jī)信號控制電路。電路有I0(火警)、I1(盜警)和I2(日常業(yè)務(wù))三種輸入信號,通過排隊(duì)電路分別從L0、L1、L2輸出,在同一時(shí)間只能有一個信號通過。如果同時(shí)有兩個以上信號出現(xiàn)時(shí),應(yīng)首先接通火警信號,其次為盜警信號,最后是日常業(yè)務(wù)信號。試按照上述輕重緩急設(shè)計(jì)該信號控制電路。要求用集成門電路7400(每片含4個2輸入端與非門)實(shí)現(xiàn)。
解答過程:
1.列真值表
對于輸入,設(shè)有信號為邏輯“1”;沒信號為邏輯“0”。對于輸出,設(shè)允許通過為邏輯“1”;不設(shè)允許通過為邏輯“0”。
2.由真值表寫出各輸出的邏輯表達(dá)式:
這三個表達(dá)式已是最簡,不需化簡。但需要用非門和與門實(shí)現(xiàn),且L2需用三輸入端與門才能實(shí)現(xiàn),故不符和設(shè)計(jì)要求。
3.根據(jù)要求,將上式轉(zhuǎn)換為與非表達(dá)式:
4.可根據(jù)實(shí)際需要用兩片集成與非門7400來實(shí)現(xiàn)既定的邏輯功能。
可見,在實(shí)際設(shè)計(jì)邏輯電路時(shí),有時(shí)并不是表達(dá)式最簡單,就能滿足設(shè)計(jì)要求,還應(yīng)考慮所使用集成器件的種類,將表達(dá)式轉(zhuǎn)換為能用所要求的集成器件實(shí)現(xiàn)的形式,并盡量使所用集成器件最少,就是設(shè)計(jì)步驟框圖中所說的“最合理表達(dá)式”。