一文搞懂组合逻辑电路

组合逻辑电路

1.1 介绍
1.2 特点
1.3 组合逻辑电路分析步骤
1.4 竞争冒险
- 1.4.1 介绍
- 1.4.2 解决方法
- 1.4.3 判断是否竞争冒险的方式
1.5 组合逻辑电路设计步骤
1.6 任意项/无关项
1.7 常用组合逻辑电路的功能与应用
- 1.7.1 数据选择器
- 1.7.2 数据分配器
- 1.7.3 编码器
- - 1.7.3.1 介绍
  - 1.7.3.2 常用编码器
- 1.7.4 译码器
- - 1.7.4.1 介绍
  - 1.7.4.2 常用译码器
- 1.7.5 数据比较器
- 1.7.6 加法器
- 1.7.7 奇偶校验器

1.1 介绍

由各种门电路组合而成且无反馈的逻辑电路称为组合逻辑电路，简称组合逻辑。

1.2 特点

任意时刻的输出状态取决于该时刻输入信号的状态。

1.3 组合逻辑电路分析步骤

阅读组合逻辑电路图
列出布尔表达式
列出真值表
分析逻辑功能

1.4 竞争冒险

1.4.1 介绍

在组合电路中，当逻辑门有两个互补输入信号同时向相反状态变化时，输出端可能产生过渡干扰脉冲的现象称为竞争冒险。竞争冒险并不一定都是有害的，在某些情况下也是有用的。例如边沿工作的触发器。

1.4.2 解决方法

加选通脉冲
- 选通脉冲法具有通用性
修改逻辑设计
- 增加多余项
滤波电容
- 由于冒险现象产生的尖峰脉冲一般都很窄，所以如果组合逻辑电路在较慢的速度下工作，只要在逻辑电路的输出端并联一个很小的滤波电容，其容量为4～20pF，就可以把尖峰脉冲的幅度削弱至门电路的阈值以下，使输出端不会出现逻辑错误。加入小电容滤波的方法简单易行，但输出电压波形边沿会随之变形，仅适合于对输出波形前、后沿要求不高的电路。

1.4.3 判断是否竞争冒险的方式

代数法
- 当输出函数最终能化简成Y=A+A‾Y = A + \overline{A}Y=A+A或Y=A⋅A‾Y = A·\overline{A}Y=A⋅A的形式时，可能会有竞争冒险现象出现。
卡诺图法
- 在用卡诺图法化简逻辑函数时，为了使逻辑函数最简而画的包围圈中，若有两个包围圈之间相切而不交，则在相邻处也可能存在竞争冒险。

1.5 组合逻辑电路设计步骤

逻辑问题描述
- 这一步的任务呀是将设计问题转化为一个逻辑问题或算法问题，也就是用逻辑表达式来描述设计要求
逻辑函数的简化
- 由第一步得到的逻辑表达式不是最简的，这一步主要是简化逻辑表达式。
逻辑函数的变换
- 把得到的最简表达式转换成给定的门电路类型
画逻辑图
- 根据变换后的逻辑表达式绘制逻辑电路图。

1.6 任意项/无关项

好处
- 利用无关项的特性可以使逻辑函数表达式化简得更简单，这意味着设计出的逻辑电路所用的门电路更少，性价比更高。

1.7 常用组合逻辑电路的功能与应用

1.7.1 数据选择器

数据选择器（MUX）又称多路转换器或多路开关，它使一种多路输入、单路输出的标准化逻辑构件。其输出等于那一路输入，取决于控制信号。通常由二选一、四选一、八选一、十六选一等多种。控制讯号的个数由输入信号的个数决定。

1.7.2 数据分配器

数据分配器(DMUX)的功能与多路选择器相反，它使一种单路输入、多路输出的逻辑构件，从那一路输出由控制信号决定。

1.7.3 编码器

1.7.3.1 介绍

在数字系统中，要对所处理的信息或数据赋予二进制代码，称为编码。

1.7.3.2 常用编码器

普通二进制编码器
二进制优先编码器
二-十进制优先编码器

1.7.4 译码器

1.7.4.1 介绍

译码是将表示特定意义信息的二进制代码翻译出来，是编码的逆过程。实现译码操作的电路称为“译码器”，它输入的是二进制代码，输出的是与输入代码对应的特定信息。

1.7.4.2 常用译码器

二进制译码器
二-十进制译码器
显示驱动译码器

1.7.5 数据比较器

1.7.6 加法器

1.7.7 奇偶校验器

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