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邏輯電路的分類

邏輯電路的分類. 1. 組合邏輯 （ combinational logic ）：其輸出狀態直接由輸入的組合來決定，並不涉及線路過去的輸出狀態。 2. 循序邏輯 （ sequential logic ）：其輸出狀態除了與當時的輸入有關之外，還受到記憶體所處狀態的影響，而記憶體的狀態乃是先前輸入所造成的結果。. 組合邏輯的設計步驟. 1. 依功能要求列出真值表。 2. 依真值表列出標準布林代數式（ SSOP 或 SPOS ），並利用卡諾圖法將之化為布林最簡式。 3. 依布林最簡式繪出電路簡圖。

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邏輯電路的分類

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Presentation Transcript

  1. 邏輯電路的分類 1. 組合邏輯（combinational logic）：其輸出狀態直接由輸入的組合來決定，並不涉及線路過去的輸出狀態。 2. 循序邏輯（sequential logic）：其輸出狀態除了與當時的輸入有關之外，還受到記憶體所處狀態的影響，而記憶體的狀態乃是先前輸入所造成的結果。

  2. 組合邏輯的設計步驟 1. 依功能要求列出真值表。 2. 依真值表列出標準布林代數式（SSOP或SPOS），並利用卡諾圖法將之化為布林最簡式。 3. 依布林最簡式繪出電路簡圖。 4. 將電路改成NAND-NAND或NOR-NOR等最節省IC的方式。 5. 完成最後的電路裝配。

  3. 半加器 半加器可執行2個位元的相加。 ▼表6-4 半加器的真值表

  4. 半加器的符號與電路 (a) 半加器符號 (b) 半加器電路圖 (c) NAND取代的半加器電路 ▲圖 6-7 半加器的符號與電路

  5. 全加器 全加器可執行3個位元的相加。 ▼表6-5 全加器的真值表

  6. 全加器的電路 ▲圖 6-9 全加器的電路圖

  7. 由半加器組成全加器 一個全加器相當於2個半加器與1個OR閘組合而成。 ▲圖 6-10 以二個半加器及一個OR gate組成的全加器電路

  8. 4位元並加器 (a) 4位元加法原理 (b) 方塊圖 ▲圖 6-12 4位元並加器

  9. BCD加法器電路 ▲圖 6-15 BCD加法器電路

  10. 半減器 半減器可執行2個位元的相減。 ▼表6-6 半減器的真值表

  11. 半減器的符號與電路 (a) 半減器符號 (b) 半減器電路圖 ▲圖 6-16 半減器的符號與電路

  12. 全減器 全減器可執行3個位元的相減。 ▼表6-7 全減器的真值表

  13. 全減器的電路 ▲圖 6-18 全減器的電路圖

  14. 由半減器組成全減器 一個全減器相當於2個半減器與1個OR閘組合而成。 ▲圖 6-19 以二個半減器及一個OR gate組成的全減器電路

  15. 解碼器（decoder） 功用： 1. 將n個位元的二進碼轉換成 個獨立的積項（或和項）。 2. 將BCD碼轉換成七段顯示碼來驅動七段顯示器。 規格： 其中：n為輸入，m為輸出，

  16. 產生標準積項的解碼器 ▼ 表6-9 圖6-21的真值表 ▲ 圖 6-21 解碼器（產生標準積項）

  17. 產生標準和項的解碼器 ▼表6-10 圖6-22的真值表 ▲圖 6-22 解碼器（產生標準和項）

  18. 常用的解碼器 7447：BCD碼對共陽極7段顯示器的解碼器。 7448：BCD碼對共陰極7段顯示器的解碼器。 74139：雙組的2對4解碼∕解多工器。 74138：3對8解碼∕解多工器。 7442：BCD碼對十進碼解碼器。

  19. IC 74138 ▲ 圖 6-23 74138（ ）解碼/解多工器電路

  20. 7段顯示器的結構與字型 (a)7段顯示器結構 (b)組合字型 ▲圖 6-25 7段顯示器的結構與字型

  21. IC 7447 ▲圖 6-26 7447的接腳圖 1. BI/RBO：遮沒輸入/漣波遮沒輸出。 2. LT：燈泡測試（Lamp Test）輸入。 3. RBI：漣波遮沒輸入。

  22. 無效零的遮沒電路（BI/RBO及RBI） ▲圖 6-28 無效零遮沒連接電路

  23. 解多工器（DEMUX） 功用：資訊分配。 規格： 其中：1 為輸入 為輸出 n 為選擇線

  24. 解碼器∕解多工器 ▼表6-10 2對4解多工器真值表 ▲圖 6-30 具有致能輸入的2對4線解碼器

  25. 解多工器的方塊圖與符號 (a) 方塊圖 (b) 電路符號 ▲圖 6-31 解多工器的方塊圖及電路符號

  26. 編碼器（encoder） 功用：把鍵盤上的字元與符號轉換ASCII（美國標準資訊交換碼）或二進位值。 編碼器種類：或閘編碼器、二極體矩陣式編碼器 、電晶體點距陣式編碼器。 規格： 其中：n為輸入 m為輸出

  27. 或閘編碼器的電路 ▲圖 6-32 八進位對二進位的編碼器

  28. 或閘編碼器的真值表 ▼ 表6-15 八進位對二進位編碼器的真值表

  29. 二極體矩陣式編碼器 矩陣電路由許多橫線與直線所構成，但每一條線與直線並無相互連接。 ▲圖 6-33 二極體矩陣式編碼器

  30. IC74147：優先編碼器 按下多個按鍵但只有一個按鍵有效的電路，稱之為優先編碼器。 ▼表6-16 74147的功能表

  31. 74147的實用電路 ▲圖 6-34 74147的實用電路

  32. 多工器（MUX） 功用：資訊選擇。 其中： 為輸入 1 為輸出 為選擇線 規格：

  33. 4對1多工器 ▼表6-17 圖6-35的功能表 ▲圖 6-35 4對1多工器的電路圖

  34. 多工器的方塊圖與電路圖 ▲圖 6-36 多工器的方塊圖與電路符號

  35. 多工器的應用 1. 信號選擇。 2. 並列信號轉換為串列信號。 3. 設計組合邏輯電路。

  36. 利用多工器設計組合邏輯電路 設計n + 1個變數： 設計n個變數： 1. 繪出布林函數的真值表。 2. 將輸入變數連接到多工器的選擇線接腳。 3. 將真值表的輸出值填到多工器的對應輸入端。 1. 繪出布林函數的真值表。 2. 將最後一個變數經NOT（或許不必，視情況而定）再接至多工器的輸入端，其餘變數接至多工器的選擇線。 3. 由布林函數的真值表，將函數值填入多工器的輸入端。

  37. 多工器/解多工器 要把多工器與解多工器做成一顆IC，則所用的電路必須具有雙向導電的特性。 構造：由解碼器與傳輸閘組合而成。 應用：做串列資料與並列資料的相互轉換。

  38. 八通道多工/解多工器 ▲圖 6-37 八通道多工/解多工器

  39. 可程式化邏輯元件（PLD）的優點 1. IC數減少，成本降低，庫存管理較為簡單。 2. 組合電路的佈線可省略，電路製作的時間減少。 3. 產品開發時程短，競爭力強。 4. IC數目減少，電路較穩定。 5. 有保密性熔絲，可防止產品被仿製。 6. 電路濃縮一顆IC內，減少可傳遞延遲時間，速度較快。

  40. 可程式化邏輯陣列（PLA）的方塊圖 ▲圖 6-40 具有K個積項的 PLA方塊圖

  41. 具有6個積項的4×3 PLA ▲圖 6-41 具有6個積項的4×3 PLA

  42. 可規劃輸出狀態之PLA ▲圖 6-42 可規劃輸出狀態之具有6個積項的4×3 PLA

  43. PLA的電路簡化 ▲圖 6-43 具有6個積項的4×3 PLA簡化圖

  44. PLA的方塊圖 ▲圖 6-44 具有K個積項的n×m PLA簡化圖 熔絲總數： 1. 輸出端不接NOT，熔絲數= 。 2. 輸出端接有NOT，熔絲數= 。

  45. 可程式陣列邏輯（PAL） ▲圖 6-49 具有6個積項的4×3 PAL

  46. PAL與PLA的差異 1. PLA的OR閘輸入端採固定式（沒有熔絲），而PLA則用熔絲連接。 2. PAL的部分輸出端有串接到輸入端。

  47. PAL的規劃步驟 1. 定義輸入、輸出變數。 2. 依電路功能要求，列出各輸出端的布林函數。 3. 利用PALASM.EXE程式，將布林函數轉為JED檔。 4.利用燒錄程式及燒錄器，將JED檔燒入PAL中。

  48. PAL的編號 MMI公司的編號方式： AMD公司的編號方式：

  49. 可重複燒錄的PLD 常用之可重複燒錄的PLD有兩種： 1. 閘陣列邏輯（GAL）：可重複燒錄約100次。 2. 可程式電氣清除邏輯（PEEL）：可重複燒錄約1000次。

  50. RAM與ROM的特性 1. 隨機存取記憶體（RAM） (1) 儲存使用者的程式及資料。 (2) 可讀可寫。 (3) 揮發性。 2. 唯讀記憶體（ROM） (1) 儲存廠商提供的系統程式及資料，如BIOS。 (2) 僅可讀。 (3) 非揮發性。

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