Wprowadzenie do kombinacyjnych obwodów logicznych

Wprowadzenie do kombinacyjnych obwodów logicznych

Sygnały są zwykle reprezentowane przez dyskretne pasma poziomów analogowych w cyfrowych obwodach elektronicznych lub Elektronika cyfrowa zamiast ciągłych zakresów reprezentowanych w elektronice analogowej. Proste elektroniczne reprezentacje funkcji logicznych Boole'a, duże zespoły bramek logicznych są zwykle używane do tworzenia cyfrowych obwodów elektronicznych. W teorii obwodów cyfrowych obwody utworzone w ten sposób z bramek logicznych są wykorzystywane do generowania wyjść w oparciu o logikę wejściową. W związku z tym obwody te nazywane są układami logicznymi i są podzielone na dwa typy, takie jak układy logiki sekwencyjnej i układy kombinacyjne.



Obwody logiczne

Obwody logiczne

Plik bramki logiczne można zdefiniować jako proste urządzenia fizyczne służące do implementacji funkcji boolowskiej. Bramki logiczne służą do wykonywania operacji logicznych z jednym lub kilkoma wejściami i generują logiczne wyjście. Te obwody logiczne są tworzone przez połączenie jednej lub więcej bramek logicznych razem. Te układy logiczne są podzielone na dwa typy: sekwencyjne układy logiczne i kombinacyjne układy logiczne.






Kombinacyjne obwody logiczne

W tym artykule omówimy wprowadzenie do układów logicznych, kombinacyjne układy logiczne, definicję kombinacyjnych obwodów logicznych, kombinacyjne układy logiczne, funkcje kombinacyjnych układów logicznych.

Definicja obwodu logiki kombinacyjnej

Kombinacyjne obwody logiczne lub niezależne od czasu obwody logiczne w teorii obwodów cyfrowych można zdefiniować jako rodzaj cyfrowego obwodu logicznego realizowanego przy użyciu obwodów Boole'a, w których wyjście obwodu logicznego jest czystą funkcją tylko obecnych wejść. Działanie kombinacyjnych obwodów logicznych jest natychmiastowe i obwody te nie mają pamięci ani pętli sprzężenia zwrotnego.



Ta kombinacja logiczna jest w przeciwieństwie do sekwencyjnego obwodu logicznego, w którym wyjście zależy zarówno od obecnych wejść, jak i od poprzednich wejść. Możemy więc powiedzieć, że logika kombinacyjna nie ma pamięci, podczas gdy logika sekwencyjna przechowuje poprzednie dane wejściowe w swojej pamięci. Stąd, jeśli zmienia się wartość wejściowa kombinacyjnego obwodu logicznego, zmienia się również wyjście.

Projektowanie obwodów logiki kombinacyjnej

Obwód logiki kombinacyjnej

Obwód logiki kombinacyjnej

Te kombinacyjne obwody logiczne mają na celu wytwarzanie określonych produktów z określonych nakładów. Projekt logiki kombinacyjnej można wykonać za pomocą dwóch metod, takich jak suma iloczynów i iloczyn sum. Kombinacyjne obwody logiczne są zwykle projektowane przez łączenie ze sobą lub łączenie podstawowych bramek logicznych, takich jak NAND, NOR i NOT. Dlatego te bramki logiczne nazywane są blokami konstrukcyjnymi. Te obwody logiczne mogą być bardzo prostymi obwodami lub bardzo złożonymi obwodami, lub też ogromny obwód kombinacyjny można zaprojektować przy użyciu tylko uniwersalnych bramek logicznych, takich jak bramki NAND i NOR.


Funkcje układu logiki kombinacyjnej

Funkcję kombinacyjnych obwodów logicznych można określić na trzy główne sposoby, takie jak:

  • Tabela prawdy
  • Algebra Boole'a
  • Schemat logiczny

Tabela prawdy

Tabela prawdy funkcji logiki kombinacyjnej

Tabela prawdy funkcji logiki kombinacyjnej

Funkcję bramki logicznej można zdefiniować za pomocą jej tablicy prawdy, która zawiera dane wyjściowe dla wszystkich możliwych kombinacji wejść bramki logicznej. Przykładowa tablica prawdy funkcji logiki kombinacyjnej jest pokazana na powyższym rysunku.

Algebra Boole'a

Funkcja logiki kombinacyjnej Wyrażenie boolowskie

Funkcja logiki kombinacyjnej Wyrażenie boolowskie

Wynik funkcji logiki kombinacyjnej można wyrazić w postaci wyrażenie za pomocą Algebra Boole'a a przykład, wyrażenie boolowskie dla powyższej tabeli prawdy jest pokazane na powyższym rysunku.

Schemat logiczny

Kombinacyjny obwód logiczny wykorzystujący bramki logiczne

Kombinacyjny obwód logiczny wykorzystujący bramki logiczne

Graficzne przedstawienie kombinacyjnych funkcji logicznych za pomocą bramek logicznych nazywa się diagramem logicznym. Diagram logiczny dla omówionej powyżej tabeli prawdy funkcji logicznych i wyrażenia boolowskiego można zrealizować jak pokazano na powyższym rysunku.

Kombinacyjne układy logiczne można również nazwać układami decyzyjnymi, ponieważ są one projektowane przy użyciu indywidualnych bramek logicznych. Logika kombinacyjna to proces łączenia bramek logicznych w celu przetworzenia danych dwóch lub więcej danych wejściowych w taki sposób, aby wygenerować co najmniej jeden sygnał wyjściowy w oparciu o funkcję logiczną każdej bramki logicznej.

Klasyfikacja logiki kombinacyjnej

Klasyfikacja logiki kombinacyjnej

Klasyfikacja logiki kombinacyjnej

Kombinacyjne układy logiczne można podzielić na różne typy w zależności od celu użycia, takie jak funkcje arytmetyczne i logiczne, transmisja danych i konwertery kodu. Aby rozwiązać funkcje arytmetyczne i logiczne, zwykle używamy sumatorów, odejmatorów i komparatory które są generalnie realizowane przez łączenie różnych bramek logicznych zwanych kombinacyjnymi obwodami logicznymi. Podobnie do transmisji danych używamy multiplekserów, demultiplekserów, koderów i dekoderów, które są również realizowane przy użyciu logiki kombinacyjnej. Konwertery kodu, takie jak binarny, BCD i 7-segmentowy, są zaprojektowane przy użyciu różnych obwodów logicznych.

W rzeczywistości logika kombinacyjna jest najczęściej stosowana w obwodach typu multiplekser i demultiplekser. Jeżeli do wspólnej linii sygnałowej podłączonych jest wiele wejść lub wyjść, wówczas bramki logiczne są używane do dekodowania adresu w celu wybrania pojedynczego przełącznika wejścia lub wyjścia danych.

Czy chcesz dowiedzieć się szczegółowo o kombinacyjnych układach logicznych?

Jeśli jesteś zainteresowany projektowaniem projekty elektroniczne , możesz skorzystać z naszego bezpłatnego eBooka, aby zaprojektować samodzielnie lub samodzielnie wykonać projekty. Aby uzyskać dalszą pomoc techniczną, prześlij swoje komentarze, sugestie, pomysły i pytania w sekcji komentarzy poniżej.