在线计算网 · 发布于 2025-03-19 06:20:03 · 已经有3人使用
在数字电路与系统的学习中,组合逻辑功能模块是不可或缺的一部分。继上一章对基本组合逻辑模块的介绍后,本章我们将深入探讨更复杂的组合逻辑功能模块,帮助大家提升解决实际问题的能力。
多路选择器
编码器与译码器
数值比较器
加法器与减法器
实战应用示例
多路选择器(MUX)是一种从多个输入信号中选择一个输出信号的组合逻辑电路。
以2-to-1 MUX为例,其真值表如下:
S | A | B | Y |
---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 1 | 0 |
0 | 1 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 | 1 |
1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 |
其中,S为选择信号,A和B为输入信号,Y为输出信号。
Y = S'A + SB
编码器将多个输入信号编码为较少的输出信号。以4-to-2编码器为例,其真值表如下:
D3 | D2 | D1 | D0 | Y1 | Y0 |
---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
译码器将较少的输入信号解码为多个输出信号。以2-to-4译码器为例,其真值表如下:
A1 | A0 | Y3 | Y2 | Y1 | Y0 |
---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
数值比较器用于比较两个二进制数的大小。
以1位数值比较器为例,其真值表如下:
A | B | A>B | A=B | A<B |
---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
半加器实现两个1位二进制数的加法,其真值表如下:
A | B | S | C |
---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 | 0 |
1 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 | 1 |
全加器在半加器基础上增加了一个进位输入,其真值表如下:
A | B | Cin | S | Cout |
---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
假设我们需要从四个数据源中选择一个输出,可以使用4-to-1 MUX。其逻辑表达式为:
Y = S1'S0'A + S1'S0'B + S1S0'C + S1S0'D
设计一个8-to-3编码器,其真值表如下:
D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | Y2 | Y1 | Y0 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
通过对多路选择器、编码器与译码器、数值比较器、加法器与减法器的深入解析,希望大家能够更好地理解和应用这些组合逻辑功能模块,提升解决实际问题的能力。
如果有任何疑问或需要进一步探讨,欢迎在评论区留言交流!
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