組合邏輯電路
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2023-02-23 17:06:42 | 397 次閱讀
其輸出在任何時刻僅取決于其輸入的數(shù)字邏輯電路稱為組合邏輯電路。組合邏輯電路的輸出狀態(tài)是其輸入組合的邏輯結(jié)果,不涉及任何類型的存儲器或存儲等。與此相反,時序邏輯電路的輸出取決于輸入和輸出的先前狀態(tài)。輸出前一狀態(tài)的存儲在時序邏輯電路中起著記憶的作用,反饋也起著類似的作用。組合邏輯電路除了輸入外,沒有記憶、存儲、反饋等可能影響其邏輯輸出的東西。在任何時刻,根據(jù)輸入狀態(tài)的邏輯組合,輸入狀態(tài)會立即反映在輸出端。這意味著在任何輸入狀態(tài)發(fā)生變化的那一刻,輸出可以相應地從“0”變?yōu)椤?”或從“1”變?yōu)椤?”。
組合邏輯框圖圖 1:組合邏輯電路框圖
組合邏輯電路的組成
組合邏輯電路由邏輯門、輸入和輸出變量等基本元件組成。輸入和輸出變量表示數(shù)字狀態(tài),即“0”或“1”。然而,邏輯門形成組合邏輯,可能由 NAND、NOR 和 NOT 邏輯門組成。這些邏輯門是任何數(shù)字邏輯電路的基本構(gòu)建塊。兩個或多個邏輯門的組合形成組合邏輯電路。NAND 和 NOR 邏輯門,正如邏輯門部分所討論的,被稱為“通用門”,因為任何其他邏輯電路都可以僅使用它們中的任何一個來構(gòu)建。組合邏輯電路可以簡單也可以復雜,這取決于它執(zhí)行的邏輯門或邏輯運算的數(shù)量。組合邏輯電路的任務是執(zhí)行定義的邏輯功能,并且有多種方法來指定邏輯功能。組合邏輯電路的功能可以通過以下方法指定或表示:
真值表以表格形式表示組合邏輯電路的邏輯功能,其中列出了所有可能的輸入組合及其針對相應輸出的狀態(tài)。簡單地說,它列出了每個可能的輸入組合的邏輯輸出。
布爾代數(shù)以表達式或方程的形式表達組合邏輯。該表達式將輸入和輸出變量相關(guān)聯(lián)以產(chǎn)生所需的函數(shù)或輸出。可以通過提供輸入狀態(tài)(即“0”和“1”)并根據(jù)輸入狀態(tài)檢查結(jié)果來評估表達式。
邏輯圖是組合邏輯電路的圖形表示。它由以特定方式連接在一起以執(zhí)行所需功能的邏輯門組成。邏輯圖通過使用每個門的特定圖形符號詳細說明了組合邏輯中使用的每個邏輯門。\
組合邏輯的表示方法圖 2:組合邏輯的表示方法
如前所述,組合邏輯電路由邏輯門組成,這些邏輯門以組合方式連接在一起以執(zhí)行特定功能或決策等。組合邏輯電路組合兩個或多個輸入信號以產(chǎn)生至少一個輸出信號,具體取決于它執(zhí)行的邏輯操作。組合邏輯電路執(zhí)行的典型應用或功能是編碼器、解碼器、多路復用器、 多路分解器、加法器等。
組合邏輯分類
組合邏輯電路的分類圖 3:組合邏輯電路的應用
在組合邏輯的應用中,最重要和應用最廣泛的是復用器和解復用器電路。多路復用器根據(jù)選擇線將多個輸入之一路由到單個輸出線。選擇線代表選擇將被路由到單個輸出的輸入線的代碼。因此,選擇線被解碼以識別要路由的輸入。另一方面,多路分解器執(zhí)行多路復用的逆過程,即根據(jù)選擇線將單個輸入路由到多條輸出線中的一條。多路復用器基本上由兩部分組成:解碼器和固態(tài)開關(guān)。在討論復用、解復用、編碼、解碼等之前先介??紹固態(tài)開關(guān)的應用和工作。
固態(tài)開關(guān)
傳統(tǒng)的機電開關(guān)和繼電器不用于數(shù)字系統(tǒng),主要是因為它們的轉(zhuǎn)換時間長。另一方面,基于硅的固態(tài)開關(guān)具有快速的轉(zhuǎn)換時間,并且它們產(chǎn)生的損耗可以忽略不計?;?a target="_blank">晶體管-晶體管-邏輯 (TTL) 的固態(tài)開關(guān)使用晶體管作為單向器件的開關(guān)。場效應晶體管 (FET)、基于互補金屬氧化物半導體 (CMOS) 的器件用作雙向開關(guān),非常適合用于需要雙向固態(tài)開關(guān)的應用。固態(tài)開關(guān)通常根據(jù)開關(guān)應用進行分類,并具有不同的類型和額定值等。
固態(tài)開關(guān)的開關(guān)應用
下面列出了固態(tài)開關(guān)的三 (3) 個主要開關(guān)應用:模擬開關(guān):它們用于路由信號,例如音頻、視頻、數(shù)據(jù)交換/通信、儀器儀表和過程信號等。數(shù)字開關(guān):它們涉及USB、LAN、USART、以太網(wǎng)等數(shù)字外設(shè)中的高速信號路由、數(shù)據(jù)傳輸和執(zhí)行切換。電源開關(guān):它們用于傳遞高壓和電流信號,例如用于電源模塊、整流器、逆變器等。
模擬雙邊開關(guān)
模擬雙向開關(guān)是那些在“關(guān)斷”狀態(tài)下抑制(阻止)數(shù)據(jù)和信號電流切換,而僅在“開”狀態(tài)下允許切換的開關(guān)。開關(guān)狀態(tài)的觸發(fā)由施加在開關(guān)控制柵極的數(shù)字信號執(zhí)行?!癘FF”和“ON”之間的切換非常迅速,反之亦然。該開關(guān)在“ON”狀態(tài)下提供可忽略的電阻(理想情況下為零),而在“OFF”狀態(tài)下提供非常高的電阻(理想情況下為無窮大)。下圖顯示了一個典型的由 N 和 P 溝道 MOSFET 組成的雙向固態(tài)開關(guān)。
雙向 MOSFET 開關(guān)圖 4:基于雙向 MOSFET 的開關(guān)的典型圖
信號或數(shù)據(jù)的方向可以從左到右或從右到左切換,具體取決于 MOSFET 的狀態(tài)和兩側(cè)的電壓電平。MOSFET 的狀態(tài)由“控制”信號觸發(fā)。當“控制”信號為“1”時,N 溝道 MOSFET 為“OFF”,P 溝道 MOSFET 為“ON”。當“控制”信號為“0”時,MOSFET 的狀態(tài)會反轉(zhuǎn)。
接觸類型
就像機電開關(guān)一樣,固態(tài)開關(guān)也根據(jù)每個開關(guān)提供的擲數(shù)和極數(shù)來命名。例如,單刀單擲 (SPST)、單刀雙擲 (SPDT)、單刀四擲 (SPQT) 等。每個觸點的狀態(tài)為“打開”或“閉合”,并且在正常情況下即未通電狀態(tài)它們分別被標準化為“常開(NO)”和“常閉(NC)”。此外,它們還包括 make-before-break 和 break-before-make 等配置。下圖說明了幾種觸點類型。
SPST 和 SPDT圖 5:單刀單擲 (SPST) 和單刀雙擲 (SPDT)
模擬開關(guān)以 IC 封裝的形式在市場上銷售,每個 IC 包括多個開關(guān)以形成多通道多路復用器。例如,74HC4066 有四 (4) 個獨立的雙向開關(guān)。眾所周知的復用器和解復用器具有多路雙邊開關(guān),它們是 CMOS 模擬開關(guān)的變體。
版權(quán)與免責聲明
凡本網(wǎng)注明“出處:維庫電子市場網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬于維庫電子市場網(wǎng),轉(zhuǎn)載請必須注明維庫電子市場網(wǎng),http://www.hbjingang.com,違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它出處的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性,不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品出處,并自負版權(quán)等法律責任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。














