組合邏輯電路的相關(guān)知識(shí)

本篇內(nèi)容主要回顧第三章組合邏輯電路的知識(shí)，雖然前面提到過組合邏輯電路是數(shù)字電路中很重要的一部分，但是學(xué)習(xí)起來相對(duì)簡(jiǎn)單，主要是要學(xué)會(huì)掌握方法。

1考點(diǎn)總結(jié)

1.組合邏輯電路的分析

2.用門電路設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)組合邏輯電路

3.清楚了解譯碼器74138的功能

4.清楚了解四選一、八選一數(shù)據(jù)選擇器的功能

5.利用譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成中規(guī)模組合邏輯電路

2各考點(diǎn)分析

1.組合邏輯電路的分析

所謂的組合邏輯電路分析就是指，給出一個(gè)組合邏輯電路，要求你畫出它的真值表，抽取出邏輯表達(dá)式，并用自然語言描述出來。這是一個(gè)并不復(fù)雜的過程，因?yàn)榻o出來的都是門電路，很容易得到真值表。得到真值表后，抽取邏輯表達(dá)式的過程可能有的同學(xué)忘記了，這里簡(jiǎn)單說一下。舉個(gè)栗子，如下圖的真值表，我們找到對(duì)應(yīng)輸出是“1”的兩行輸入，然后把他們加起來，就是我們得到的最初的邏輯表達(dá)式，看情況化簡(jiǎn)一下，最后描述一下“這是一個(gè)三變量一致電路”。

2.用門電路設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)組合邏輯電路

設(shè)計(jì)其實(shí)和分析大同小異，關(guān)鍵在于題設(shè)的問題。題設(shè)一般會(huì)給出一個(gè)實(shí)際要求，比如“設(shè)計(jì)三人表決電路”等等。這里我們首先要做的就是根據(jù)要求畫真值表，然后根據(jù)真值表抽象出表達(dá)式并化簡(jiǎn)，根據(jù)化簡(jiǎn)結(jié)果，使用門電路搭建即可。個(gè)人認(rèn)為考試之中不會(huì)過多的糾結(jié)于你的電路設(shè)計(jì)是不是最簡(jiǎn)，只要你得出的邏輯表達(dá)式是最簡(jiǎn)的，并根據(jù)這個(gè)最簡(jiǎn)表達(dá)式搭建了電路，就可以算是最簡(jiǎn)電路。

3.譯碼器74138功能以及搭建中規(guī)模組合邏輯電路

譯碼器說白了就是把輸入的一個(gè)N位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)十進(jìn)制的輸出，當(dāng)然輸出是對(duì)應(yīng)Yk高(低)電平而已。74138就是一個(gè)3-8線譯碼器，輸入一個(gè)三位二進(jìn)制數(shù)，對(duì)應(yīng)后面八個(gè)輸出端的某一個(gè)輸出端輸出。其輸入高電平有效，輸出低電平譯中，并且當(dāng)選通端S1=1，S2(非)=S3(非)=0時(shí)正常工作。這里一定要注意這個(gè)輸出是“非”，使用時(shí)一定要注意摩根定律的應(yīng)用。

仔細(xì)觀察上右圖，可以很明顯的發(fā)現(xiàn)，每一個(gè)輸出都對(duì)應(yīng)輸入的一個(gè)最小項(xiàng)，而任意的邏輯表達(dá)式都可化為最小項(xiàng)之和的形式，因此譯碼器可以用來構(gòu)建任意的組合邏輯電路。如果用74138，因?yàn)檫壿嫳磉_(dá)式是最小項(xiàng)之和的形式，因此一定要注意用摩根定律變成與非-與非式，因?yàn)檫@樣的結(jié)果才可以用74138的輸出接與非門實(shí)現(xiàn)。

4.數(shù)據(jù)選擇器以及搭建中規(guī)模組合邏輯電路

數(shù)據(jù)選擇器就是在給定一組數(shù)據(jù)(D0--DK)之后，你想輸出誰，就給地址段一個(gè)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。比如我想在一個(gè)四選一的數(shù)據(jù)選擇器里輸出D1的數(shù)據(jù)，那么我的地址端A1
A0就要輸入“0 1”，注意這里地址端的順序。如此，數(shù)據(jù)選擇器的輸出就明朗了：

有趣的是，數(shù)據(jù)選擇器的輸出也是最小項(xiàng)之和的形式，因此也可以用于表示任意的邏輯表達(dá)式。當(dāng)然這里要注意的一點(diǎn)是，譯碼器有N位地址端就最多能表示N變量的表達(dá)式，但是數(shù)據(jù)選擇器可以表示N+1位變量，因?yàn)橛袛?shù)據(jù)端Dk。舉個(gè)栗子：

這樣數(shù)據(jù)選擇器的接線就是下圖的樣子：

至于八選一的數(shù)據(jù)選擇器，TTL的是用74153兩片接在一起出來的，CMOS的是CC4512直接八選一，具體情況大同小異，請(qǐng)讀者自行閱讀。

Last but not least，以上所說的中規(guī)模組合邏輯電路的最開始一步都是畫真值表然后得到邏輯表達(dá)式，然后再去思考怎樣拼接電路的問題。