Galeria de mapas mentais Noções básicas de tecnologia eletrônica digital (circuitos lógicos combinacionais)
"Um tutorial conciso sobre os fundamentos da tecnologia eletrônica digital" da Universidade Tsinghua. A quarta edição (Capítulo 4 Circuitos Lógicos Combinacionais) tem uma introdução detalhada e uma descrição abrangente.
Editado em 2023-11-30 19:32:19Il s'agit d'une carte mentale sur les anévrismes intracrâniens, avec le contenu principal, notamment: le congé, l'évaluation d'admission, les mesures infirmières, les mesures de traitement, les examens auxiliaires, les manifestations cliniques et les définitions.
Il s'agit d'une carte mentale sur l'entretien de comptabilité des coûts, le principal contenu comprend: 5. Liste des questions d'entrevue recommandées, 4. Compétences de base pour améliorer le taux de réussite, 3. Questions professionnelles, 2. Questions et réponses de simulation de scénarios, 1. Questions et réponses de capacité professionnelle.
Il s'agit d'une carte mentale sur les méthodes de recherche de la littérature, et son contenu principal comprend: 5. Méthode complète, 4. Méthode de traçabilité, 3. Méthode de vérification des points, 2. Méthode de recherche inversée, 1. Méthode de recherche durable.
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Noções básicas de tecnologia eletrônica digital
Capítulo 4 Circuitos Lógicos Combinacionais
Visão geral
1 Características das funções lógicas combinacionais
Características da função lógica: O estado de saída do circuito a qualquer momento depende apenas do estado de entrada naquele momento e não tem nada a ver com o estado original.
Características da estrutura do circuito
①Não há circuito de atraso de feedback entre saída e entrada
②Não contém componentes de memória (flip-flops) e consiste apenas em circuitos de porta
2. Método de representação da função lógica do circuito combinacional
Tabelas verdade, mapas de Karnaugh, expressões lógicas, diagramas de formas de onda, etc., podem ser usados para representar as funções lógicas de circuitos combinacionais.
3 Classificação de Circuitos Combinacionais
Diferentes funções lógicas: somador, comparador numérico, codificador, decodificador, seletor de dados, distribuidor de dados, memória somente leitura
Diferentes componentes de comutação: CMOS, TTL
De acordo com diferentes níveis de integração: SSI, MSI, LSI, VLSI
4.1 Métodos básicos de análise e métodos de projeto de circuitos combinacionais
1 Método de análise
etapa:
2 Métodos de projeto
etapa:
4.2 Somador
Operações aritméticas em números binários
Consulte o Capítulo 1 para conversão básica
Meio somador: adiciona dois números binários de 1 bit sem considerar o carry de baixo bit
Tabela verdade:
Forma funcional:
Símbolo padrão nacional:
Somador completo: Duas adições com o mesmo bit e um carry do bit inferior são adicionadas. Esta operação de adição é uma adição completa.
Tabela verdade:
Forma funcional:
Símbolo padrão nacional:
Somador completo integrado (somador completo duplo)
TTL:
CMOS:
Somador: Um circuito que adiciona números binários de vários bits
Fórmula aritmética:
Somador de transporte serial de 4 bits
Características: O circuito é simples, mas a velocidade de computação não é alta
Diagrama de conexão:
transportar somador antecipado
Definição: Ao fazer a adição, o sinal de transporte de cada dígito é gerado diretamente pelo número binário de entrada.
Características: Circuito rápido, mas complexo
Diagrama de conexão:
4.3 Codificadores e decodificadores
Sistema de codificação: Um método de usar vários dígitos para representar informações sobre coisas diferentes de acordo com certas regras.
Codificador
Codificador binário:
Codificador binário de três dígitos (codificador de 8 fios-3 fios)
Diagrama de blocos esquemático:
Tabela de codificação:
Características:
codificador de prioridade binária de três dígitos
Tabela de codificação:
Características: Codificação de prioridade, que permite a entrada de vários sinais ao mesmo tempo, mas codifica apenas o sinal com a prioridade mais alta
Codificador de prioridade integrado de 8 fios e 3 fios
Tabela de codificação:
Dois codificadores de prioridade de 8 linhas e 3 linhas estão em cascata em um codificador de prioridade de 16 linhas e 4 linhas Três codificadores de prioridade de 8 linhas e 3 linhas estão em cascata em um codificador de prioridade de 24 linhas e 5 linhas Quatro codificadores de prioridade de 8 linhas e 3 linhas estão em cascata em um codificador de prioridade de 32 linhas e 5 linhas
Codificador binário-decimal: codifica dez sinais de 0 a 9 usando códigos binários de 4 bits
Codificador de código 8421BCD (codificador de 10-4 linhas)
Diagrama de blocos esquemático:
Tabela de codificação:
Codificador de prioridade de código 8421BCD
Tabela de codificação:
decodificador
Decodificador binário: um circuito que traduz os vários estados dos códigos binários em sinais de saída correspondentes de acordo com seu significado original.
Características: O terminal de saída fornece todos os termos mínimos
Exemplos de dispositivos
Decodificador integrado de 3 a 8 fios:
Dispositivo:
Terminal de controle estroboscópico de entrada:
Tabela verdade:
Cascata de decodificador binário
Dois decodificadores de 3 a 8 linhas são conectados para formar um decodificador de 4 a 16 linhas.
Dispositivo:
Três peças de decodificadores de 3 a 8 linhas são conectadas para formar um decodificador de 5 a 24 linhas.
Dispositivo:
Tabela verdade:
Decodificador integrado de 2 a 4 fios
Diagrama de função:
Tabela verdade:
Implementando funções lógicas combinacionais usando decodificadores binários
Como a saída do decodificador binário pode fornecer todos os mintermos das variáveis de entrada, e qualquer função lógica combinacional pode ser transformada na fórmula padrão da soma dos mintermos, qualquer função lógica combinacional pode ser implementada usando um decodificador binário e uma porta o circuito
Decodificador binário-decimal: um circuito que traduz o código binário de números decimais, ou seja, o código BCD, nos 10 sinais de saída correspondentes
Decodificador de código 8421BCD
Decodificador de exibição: traduza os códigos binários de números, palavras e símbolos na forma com a qual as pessoas estão acostumadas e os exiba
tela digital
decodificador de exibição
4.4 Seletores e alocadores de dados
Seletor de dados: Um circuito que seleciona uma saída de múltiplas entradas
Representação de letras
D é o terminal de entrada de dados
A é o terminal de entrada de endereço
Para o terminal de controle estroboscópico
Y é o terminal de saída de dados
Seletor de dados 4 para 1 integrado
Dispositivo:
Tabela verdade:
Seletor de dados 8 para 1 integrado
Dispositivo:
Tabela verdade:
Extensão integrada do seletor de dados
Distribuidor de dados: um circuito que transmite múltiplas saídas de uma entrada
Distribuidor de dados de 1 via para 4 vias
Diagrama de blocos esquemático:
Tabela verdade:
Distribuidor de dados integrado de 1 canal a 8 canais
Implementado usando um decodificador de 3 a 8 fios
Dispositivo:
4.5 Verificador de paridade e comparador numérico
Verificador de paridade: Usando a função lógica da porta XOR, operações de verificação de paridade podem ser realizadas
Se a saída for 0, o número de 1 na entrada será um número par. Se a saída for 1, o número de 1 na entrada será um número ímpar.
Comparador numérico
Nos circuitos digitais, a entrada de um comparador numérico é o número binário a ser comparado e a saída é o resultado da comparação.
Comparador numérico de 1 bit
Diagrama de blocos esquemático:
Tabela verdade:
Comparador numérico de 4 bits
A comparação começa no bit mais alto e prossegue bit a bit até que o resultado da comparação seja obtido.
Diagrama de blocos esquemático:
Tabela verdade:
4.6 Implementando funções lógicas combinacionais usando circuitos integrados de média escala
1 Use seletores de dados para implementar funções lógicas combinacionais
etapa:
1 Selecione o seletor de dados: determinado por n=k-1 (k é o número de variáveis na função, n é o número de códigos de endereço do seletor)
2. Escreva AND padrão ou expressões de funções
3 Compare e determine a expressão da quantidade de entrada
4. Desenhe um diagrama de conexão
Exemplo:
2 Use o decodificador binário para implementar a função lógica combinacional
etapa:
1 Selecione o decodificador: 2 variáveis usam um decodificador de 2 a 4 linhas, 3 variáveis usam um decodificador de 3 linhas a 8 linhas
2. Escreva a forma padrão de funções NAND-NAND
3 Confirme a relação entre variáveis e insumos
4. Desenhe um diagrama de conexão
Exemplo:
4.7 Memória somente leitura
Classificar por método de escrita
Máscara ROM
ROM programável
ROM programável apagável
Estrutura ROM
4.8 Aventuras Competitivas em Circuitos Combinacionais
Conceito: Em um circuito combinacional, quando o sinal de entrada muda de estado, um sinal falso pode aparecer na saída - o fenômeno de interferência excessiva no pulso é chamado de risco de contenção.
A relação entre concorrência e assunção de riscos
Onde a concorrência não conduz necessariamente à assunção de riscos, onde há risco deve haver concorrência.
Maneiras de eliminar o risco competitivo
①Introdução do pulso de bloqueio
②Introduza pulso estroboscópico
③Conecte o capacitor do filtro
④Modifique o design lógico e adicione itens redundantes