組合邏輯電路的定義及電路分析方法

組合邏輯電路的定義

對(duì)于一個(gè)邏輯電路，其輸出狀態(tài)在任何時(shí)刻只取決于同一時(shí)刻的輸入狀態(tài)，而與電路原來的狀態(tài)無關(guān)，這種電路被定義為組合邏輯電路。

組合邏輯電路的一般框圖如圖

其輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系可用如下的邏輯函數(shù)來描述，即

組合邏輯電路的結(jié)構(gòu)具有如下的特點(diǎn)：

（1）輸出、輸入之間沒有反饋延遲通路;

（2）電路中不含具有記憶功能的元件。

【注意】：所謂記憶單元，指的是第五章里提到的鎖存器之類的器件。

組合邏輯電路特點(diǎn)是任意時(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)。具體來說，組合邏輯電路的輸出是由輸入信號(hào)經(jīng)過邏輯門電路后得到的，不包含存儲(chǔ)元件。

組合邏輯電路的分析方法主要包括：

根據(jù)給定的邏輯電路，寫出輸出函數(shù)的邏輯表達(dá)式。

進(jìn)行表達(dá)式的變換與化簡(jiǎn)，直接利用公式或定理對(duì)表達(dá)式進(jìn)行變換，也可通過卡諾圖的方法進(jìn)行化簡(jiǎn)。

根據(jù)表達(dá)式列出真值表。真值表能直接反映出輸入變量和輸出結(jié)果之間的邏輯關(guān)系，它直觀地描述了電路的邏輯功能。

對(duì)給定電路的功能進(jìn)行邏輯描述。

常用的組合邏輯電路包括：二進(jìn)制普通編碼器、BCD普通編碼器、優(yōu)先編碼器等。組合邏輯電路的應(yīng)用非常廣泛，如計(jì)算機(jī)的CPU內(nèi)部、各種數(shù)字控制系統(tǒng)、電子儀表、電子通訊等領(lǐng)域的數(shù)字處理中。

組合邏輯電路的分析方法

分析組合邏輯電路的一種常用方法是使用真值表或卡諾圖。以下是這兩種方法的簡(jiǎn)要介紹：

1. 真值表方法：

- 首先，列出輸入端口和輸出端口的所有可能值組合，構(gòu)成真值表。

- 對(duì)于每個(gè)輸入組合，確定對(duì)應(yīng)的輸出值。

- 根據(jù)真值表中的輸出值，找出邏輯門的邏輯運(yùn)算規(guī)則或布爾表達(dá)式。

例如，對(duì)于一個(gè)有兩個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口的邏輯門，可以通過真值表列出所有可能的輸入組合，然后找出對(duì)應(yīng)的輸出值。最后，我們可以根據(jù)真值表中的輸出值得出邏輯門的邏輯規(guī)則。

2. 卡諾圖方法（Karnaugh Map）：

- 對(duì)于每個(gè)輸入端口，構(gòu)建一個(gè)表格，并將所有可能的輸入組合填入表格中。

- 分析表格中每一個(gè)組合對(duì)應(yīng)的輸出值。

- 根據(jù)卡諾圖中相鄰的1（或0）的分組情況，找出邏輯門的簡(jiǎn)化布爾表達(dá)式。

卡諾圖是一種直觀且有效的方法，它將二進(jìn)制數(shù)的輸入組合和邏輯門的輸出用方格表示。通過觀察卡諾圖中相鄰的1（或0）的分組，我們可以識(shí)別出邏輯門的簡(jiǎn)化布爾表達(dá)式，以減少邏輯門的數(shù)量和簡(jiǎn)化電路的復(fù)雜度。

審核編輯：黃飛