Signály sú zvyčajne reprezentované diskrétnymi pásmami analógových úrovní v digitálnych elektronických obvodoch alebo digitálna elektronika namiesto spojitých rozsahov zastúpených v analógovej elektronike. Na výrobu digitálnych elektronických obvodov sa zvyčajne používajú jednoduché elektronické reprezentácie boolovských logických funkcií, veľké zostavy logických brán. V teórii digitálnych obvodov sa obvody takto vytvorené z logických brán používajú na generovanie výstupov na základe vstupnej logiky. Preto sa tieto obvody nazývajú logické obvody a sú klasifikované do dvoch typov, ako sú sekvenčné logické a kombinované logické obvody.
Logické obvody
The logické brány možno definovať ako jednoduché fyzické zariadenia používané na implementáciu booleovskej funkcie. Logické brány sa používajú na vykonávanie logickej operácie s jedným alebo viacerými vstupmi a generujú logický výstup. Tieto logické obvody sú tvorené spojením jednej alebo viacerých logických brán dohromady. Tieto logické obvody sú rozdelené do dvoch typov: sekvenčné logické obvody a kombinačné logické obvody.
Kombinované logické obvody
V tomto článku si predstavíme úvod do logických obvodov, kombinované logické obvody, definíciu kombinovaného logického obvodu, návrh kombinovaného logického obvodu, funkcie kombinačnej logiky.
Definícia kombinovaného logického obvodu
Kombinačné logické obvody alebo časovo nezávislé logické obvody v teórii digitálnych obvodov možno definovať ako typ digitálneho logického obvodu implementovaného pomocou booleovských obvodov, kde výstup logického obvodu je čistou funkciou iba prítomných vstupov. Prevádzka kombinačného logického obvodu je okamžitá a tieto obvody nemajú pamäťové ani spätnoväzbové slučky.
Táto kombinačná logika je na rozdiel od sekvenčného logického obvodu, v ktorom výstup závisí od súčasných vstupov aj od predchádzajúcich vstupov. Môžeme teda povedať, že kombinačná logika nemá pamäť, zatiaľ čo sekvenčná logika ukladá predchádzajúci vstup do svojej pamäte. Ak sa teda zmení vstup kombinačného logického obvodu, zmení sa aj výstup.
Návrh kombinovaného logického obvodu
Kombinovaný logický obvod
Tieto kombinované logické obvody sú určené na produkciu konkrétnych výstupov z určitých vstupov. Návrh kombinačnej logiky je možné vykonať pomocou dvoch metód, ako je súčet súčinov a súčin súčtov. Kombinované logické obvody sa všeobecne navrhujú spojením alebo kombináciou základných logických brán ako NAND, NOR a NOT. Preto sa tieto logické brány nazývajú ako stavebné bloky. Tieto logické obvody môžu byť veľmi jednoduchým obvodom alebo veľmi zložitým obvodom alebo môžu byť navrhnuté obrovské kombinačné obvody iba s použitím univerzálnych logických brán, ako sú brány NAND a NOR.
Funkcie kombinovaného logického obvodu
Funkciu kombinačných logických obvodov možno určiť tromi hlavnými spôsobmi, ako napríklad:
- Tabuľka pravdy
- Booleova algebra
- Logický diagram
Tabuľka pravdy
Tabuľka pravdy kombinovanej logickej funkcie
Funkciu logickej brány je možné definovať pomocou jej pravdivostnej tabuľky, ktorá obsahuje výstupy všetkých možných kombinácií vstupov logickej brány. Príklad tabuľky pravdy kombinačných logických funkcií je zobrazený na obrázku vyššie.
Booleova algebra
Booleovský výraz kombinovanej logickej funkcie
Výstup kombinačnej logickej funkcie je možné vyjadriť vo forme výrazu pomocou Booleova algebra a príklad, boolovský výraz pre vyššie uvedenú pravdivostnú tabuľku je uvedený na vyššie uvedenom obrázku.
Logický diagram
Kombinovaný logický obvod využívajúci logické brány
Grafické znázornenie kombinačných logických funkcií pomocou logických brán sa nazýva logický diagram. Logický diagram pre vyššie diskutovanú tabuľku pravdy logickej funkcie a logický výraz je možné realizovať tak, ako je to znázornené na obrázku vyššie.
Kombinované logické obvody možno tiež nazvať ako rozhodovacie obvody, pretože sú navrhnuté pomocou jednotlivých logických brán. Kombinačná logika je proces kombinácie logických brán na spracovanie daných dvoch alebo viacerých vstupov tak, aby sa generoval najmenej jeden výstupný signál na základe logickej funkcie každej logickej brány.
Klasifikácia kombinačnej logiky
Klasifikácia kombinovanej logiky
Kombinačné logické obvody možno rozdeliť do rôznych typov podľa účelu použitia, ako sú aritmetické a logické funkcie, prenos údajov a prevádzače kódov. Na riešenie aritmetických a logických funkcií zvyčajne používame sčítania, odčítania a komparátory ktoré sa všeobecne realizujú kombináciou rôznych logických hradiel nazývaných ako kombinačné logické obvody. Podobne na prenos dát používame multiplexory, demultiplexory, kódovacie zariadenia a dekodéry, ktoré sa tiež realizujú pomocou kombinačnej logiky. Prevodníky kódu, ako sú binárne, BCD a 7-segmentové, sú navrhnuté pomocou rôznych logických obvodov.
V skutočnosti sa kombinačná logika najčastejšie používa v obvodoch typu multiplexora a demultiplexora. Ak je k spoločnému signálnemu vedeniu pripojených viac vstupov alebo výstupov, potom sa na dekódovanie adresy použijú logické hradla, aby sa vybral jeden dátový vstupný alebo výstupný prepínač.
Chcete vedieť podrobne o kombinačných logických obvodoch?
Ak máte záujem o návrh projekty elektroniky , potom môžete použiť našu bezplatnú e-knihu na navrhovanie domácich majstrov alebo si sami robiť projekty. Ak potrebujete ďalšiu technickú pomoc, uverejnite svoje komentáre, návrhy, nápady a dotazy v sekcii komentárov nižšie.
