组合逻辑电路的定义及电路分析方法

组合逻辑电路的定义

对于一个逻辑电路，其输出状态在任何时刻只取决于同一时刻的输入状态，而与电路原来的状态无关，这种电路被定义为组合逻辑电路。

组合逻辑电路的一般框图如图

其输出与输入之间的逻辑关系可用如下的逻辑函数来描述，即

组合逻辑电路的结构具有如下的特点：

（1）输出、输入之间没有反馈延迟通路;
（2）电路中不含具有记忆功能的元件。

【注意】：所谓记忆单元，指的是第五章里提到的锁存器之类的器件。

组合逻辑电路特点是任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，与电路原来的状态无关。具体来说，组合逻辑电路的输出是由输入信号经过逻辑门电路后得到的，不包含存储元件。

组合逻辑电路的分析方法主要包括：

根据给定的逻辑电路，写出输出函数的逻辑表达式。

进行表达式的变换与化简，直接利用公式或定理对表达式进行变换，也可通过卡诺图的方法进行化简。

根据表达式列出真值表。真值表能直接反映出输入变量和输出结果之间的逻辑关系，它直观地描述了电路的逻辑功能。

对给定电路的功能进行逻辑描述。

常用的组合逻辑电路包括：二进制普通编码器、BCD普通编码器、优先编码器等。组合逻辑电路的应用非常广泛，如计算机的CPU内部、各种数字控制系统、电子仪表、电子通讯等领域的数字处理中。

组合逻辑电路的分析方法

分析组合逻辑电路的一种常用方法是使用真值表或卡诺图。以下是这两种方法的简要介绍：

1. 真值表方法：

- 首先，列出输入端口和输出端口的所有可能值组合，构成真值表。
- 对于每个输入组合，确定对应的输出值。
- 根据真值表中的输出值，找出逻辑门的逻辑运算规则或布尔表达式。

例如，对于一个有两个输入端口和一个输出端口的逻辑门，可以通过真值表列出所有可能的输入组合，然后找出对应的输出值。最后，我们可以根据真值表中的输出值得出逻辑门的逻辑规则。

2. 卡诺图方法（Karnaugh Map）：

- 对于每个输入端口，构建一个表格，并将所有可能的输入组合填入表格中。
- 分析表格中每一个组合对应的输出值。
- 根据卡诺图中相邻的1（或0）的分组情况，找出逻辑门的简化布尔表达式。

卡诺图是一种直观且有效的方法，它将二进制数的输入组合和逻辑门的输出用方格表示。通过观察卡诺图中相邻的1（或0）的分组，我们可以识别出逻辑门的简化布尔表达式，以减少逻辑门的数量和简化电路的复杂度。