邏輯電路中,只通過輸入信號(hào)的組合方式?jīng)Q定輸出的邏輯電路稱作“組合邏輯電路”。
相反,內(nèi)部擁有記憶電路和同步電路,只通過輸入信號(hào)的組合無(wú)法決定輸出的邏輯電路被稱作“時(shí)序邏輯電路”。
本期只對(duì)前者“組合邏輯電路”進(jìn)行講解。
“組合邏輯電路”是通過組合多個(gè)AND、OR、NOT、XOR等邏輯門而構(gòu)成的。可以理解為用多個(gè)邏輯門的排列就能實(shí)現(xiàn)多種功能的電路。
首先讓我們來看看“組合邏輯電路”的代表元器件,多路復(fù)用器和解碼器。
可選擇輸出信號(hào)的多路復(fù)用器
多路復(fù)用器是可以從多個(gè)輸入信號(hào)中選擇一個(gè)輸出信號(hào)的信號(hào)切換器。可以通過自動(dòng)售貨機(jī)來想象其工作模式。各種飲料的按鈕就是輸入信號(hào),當(dāng)按下選擇按鈕后,從同一出貨口可以拿到各種飲料。
如果用開關(guān)說明多路復(fù)用器的工作原理,如圖5所示。開關(guān)A包括4個(gè)縱向聯(lián)動(dòng)開關(guān)。開關(guān)B也是一樣。那么,當(dāng)開關(guān)A為0,開關(guān)B也為0時(shí),可以看到輸入0連接到輸出上,也就是輸入0的信號(hào)被輸出。同樣,當(dāng)開關(guān)A為1,開關(guān)B為0時(shí),輸入1的信號(hào)將連接到輸出上。當(dāng)開關(guān)A為0,開關(guān)B為1時(shí),輸出2的信號(hào)將連接到輸出上。當(dāng)開關(guān)A為1,開關(guān)B為1時(shí),輸入3的信號(hào)將連接到輸出上。也就是說,可以通過開關(guān)A和開關(guān)B從4個(gè)輸入中選擇一個(gè)輸出。這就是實(shí)現(xiàn)信號(hào)切換的多路復(fù)用器電路。
圖5:用開關(guān)構(gòu)成的多路復(fù)用器
多路復(fù)用器用邏輯電路表示的話,就象圖6所示,只需要AND和OR就可以實(shí)現(xiàn)。AND部分進(jìn)行判斷,OR部分用于選擇一個(gè)信號(hào)輸出。
圖6:用邏輯電路構(gòu)成的多路復(fù)用器
判斷輸入的解碼器
請(qǐng)看解碼器的真值表(圖8)。由該表可知, 2個(gè)輸入信號(hào)可通過4個(gè)輸出信號(hào)中的一個(gè)輸出。比如當(dāng)兩個(gè)輸入為二進(jìn)制時(shí),讓4個(gè)輸出信號(hào)分別對(duì)應(yīng)十進(jìn)制的0、1、2、3,就可以認(rèn)為這是一個(gè)將二進(jìn)制解碼為十進(jìn)制的電路。
圖7:用邏輯電路構(gòu)成的解碼器
圖8:解碼器真值表
除此之外,還有比較器、加法器(全加器/半加器)、乘法器、減法器、桶形移位器等多種“組合邏輯電路”。其中大多數(shù)都是應(yīng)用多路復(fù)用器和解碼器制作而成的。但是,如果只是應(yīng)用而不做改善的話,將出現(xiàn)電路冗長(zhǎng)等問題,所以,需要簡(jiǎn)化并壓縮電路。