组合逻辑电路是什么|加拿大课程辅导

"与其输出依赖于当前输入和先前输出状态的时序逻辑电路不同，这些状态赋予它们某种形式的记忆，组合逻辑电路的输出仅由它们当前输入状态的逻辑函数确定，即在任何给定时刻为逻辑“0”或逻辑“1”。

其结果是组合逻辑电路没有反馈，对其输入信号进行的任何更改将立即影响输出。换句话说，在组合逻辑电路中，输出在任何时候都取决于其输入的组合。因此，组合电路是无记忆的。

因此，如果其输入条件之一发生状态变化，从0到1或1到0，输出结果也将发生变化，因为默认情况下，组合逻辑电路没有“内存”、“时序”或“反馈环”在其设计中。

一、组合逻辑

组合逻辑电路由基本的逻辑 NAND、NOR 或 NOT 门组成，这些门被“组合”或连接在一起以产生更复杂的开关电路。这些逻辑门是组合逻辑电路的构建模块。

组合电路的一个示例是解码器，它将其输入处的二进制编码数据转换为多个不同的输出线，一次产生等效的十进制编码。

组合逻辑电路可以非常简单或非常复杂，任何组合电路都可以只用 NAND 和 NOR 门实现，因为它们被分类为“通用”门。

规定组合逻辑电路功能的三种主要方法是：

1.布尔代数 - 这形成了代数表达式，显示逻辑电路对每个输入变量(True 或 False)的操作，其结果为逻辑“1”输出。

2.真值表 - 真值表通过提供一个简明的列表来定义逻辑门的功能，该列表以表格形式显示门可能遇到的每个输入变量的所有输出状态。

3.逻辑图 - 这是逻辑电路的图形表示，显示了每个单独逻辑门的布线和连接，由特定的图形符号表示，实现逻辑电路。而这三种逻辑电路表示都在下面显示。

所有这三个逻辑电路表示如下所示。

由于组合逻辑电路仅由单独的逻辑门组成，它们也可以被视为“决策电路”，而组合逻辑是将逻辑门组合在一起以处理两个或更多信号，以根据每个逻辑门的逻辑函数生成至少一个输出信号。根据每个逻辑门的逻辑函数生成至少一个输出信号。由单独的逻辑门组成的常见组合电路包括复用器、解复用器、编码器、解码器、全加器和半加器等。”

二、组合逻辑的分类

组合逻辑分类组合逻辑最常见的用途之一是在复用器和分复用器类型的电路中。在这里，多个输入或输出连接到一个公共信号线，逻辑门用于解码地址以选择单个数据输入或输出开关。

复用器由两个独立的组件组成，一个逻辑解码器和一些固态开关。但在我们讨论复用器、解码器和分复用器的详细信息之前，我们首先需要了解这些设备如何在设计中使用这些“固态开关”。

三、固态开关

固态开关由晶体管组成的标准TTL逻辑器件只能单向传递信号电流，使它们成为“单向”设备，是传统电机械开关或继电器的劣质模仿。然而，由场效应晶体管组成的一些CMOS开关器件充当几乎完美的“双向”开关，使它们成为固态开关的理想选择。

固态开关有各种不同类型和额定值，有许多不同的应用场景。它们基本上可以分为3个不同的主要组别用于开关应用，在这个组合逻辑部分，我们只会看一下模拟开关的类型，但对于所有类型，包括数字类型，原理都是相同的。

四、固态开关应用

模拟开关 - 用于数据切换和通信、视频和音频信号切换、仪器和过程控制电路等。

数字开关 - 用于高速数据传输、开关和信号路由、以太网、局域网、USB和串行传输等。

电源开关 - 电源和一般的“待机电源”开关应用，开关更大电压和电流等。

五、模拟双向开关

模拟或“模拟”开关在其“开”状态下切换数据或信号电流，并在其“关”状态下阻断它们。通常，快速在“开”和“关”状态之间切换由施加在开关的控制门上的数字信号控制。

理想的模拟开关在“开”(或闭合)时具有零电阻，并且在“关”(或断开)时具有无穷电阻，其RON值小于1Ω的开关通常是可用的。

六、固态模拟开关

通过将N通道MOSFET与P通道MOSFET并联，信号可以双向传递，使其成为“双向”开关，而N通道或P通道器件携带更多信号电流取决于输入到输出电压的比率。两个MOSFET由两个内部的非反相和反相放大器进行“开”或“关”切换。

七、接点类型

与机械开关一样，模拟开关有各种形式或接点类型，取决于它们提供的“极”和“throw”的数量。因此，“SPST”(单极单刀)和“SPDT”(单极双刀)等术语也适用于固态模拟开关，具有“打破前闭合”和“闭合前打破”配置。

八、模拟开关类型

单个模拟开关可以组合成标准IC封装，形成具有多个开关配置的设备，如SPST(单极单刀)和SPDT(单极双刀)以及多通道复用器。

在单个IC封装中最常见且最简单的模拟开关是74HC4066，它具有4个独立的双向“开/关”开关在一个单一封装中。然而，最广泛使用的CMOS模拟开关变体是被称为“多通道双向开关”的那些，也被称为“复用器”和“分复用器”IC。

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