硬件级别的封装思想--组合逻辑回路 硬件, 电子

wxg1988

1.一般的实现：
[url=][/url]
2.用宇称门的实现：
[url=][/url] 。。。哈哈 很牛吧，只用了两个门~

好了，进入今天的主题，今天要说一个很重要的在电子领域的思想（包括编程），那就是封装。我们之前掌握了好多的设计方法，譬如7段数码管的译码器，优先权回路中的逻辑门的应用。现在大家应该有信心的说，给你一个静态的需求（不含时序），你就能做出真值表，设计出CMOS级别的电路了！如果还做不到，请多次看之前的内容。由于我让大家动手用笔画这些图，会感觉到有一些画起来很麻烦。是的，电路的复杂度会随着输入和输出的增多变得很复杂的。那么在设计稍微大型一点的系统怎么办呢？那就是把这些小的东西总结起来，形成一个相对比较大的积木块（原来咱们搭一个房子，一砖一瓦的盖，但是现在我们直接可以放一堵墙，提高效率，减少失误率），然后再来用这些小的（框架）来建立大型的系统（哈哈，写过代码的的人都会感觉做框架的人很“牛”。是的，因为这是理论的力量，但是只要你懂了，你可以超越他们。以后会在其他系列里讲到）。
好了，那么我们现在都有神马框架了呢，回想一下：1 .MUX（前面讲的叫做2：1MUX，因为2个输入，1个输出嘛，同样有 4：1，16：1等等的宽MUX，）， 2. 7段数码管译码器（或者就叫做N：2^N译码器，就是N个输入，2^N输出的译码器），3.优先权回路
那么现在留个大家几个小任务
1.用之前的2：1MUX实现4：1MUX（想要多巩固一下的可以画一般逻辑门的线路图和三态的图哦）
2.用4：1MUX实现8：1MUX，就是当现实中没有8：1MUX的时候怎么用4：1MUX替代
3.画出2：4译码器的原理图（逻辑回路），这个很重要因为ROM的实现与它的理念息息相关！

下面先给出3的答案：
第一步确定输入输出（需求分析）：
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第二部做真值表：
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第三步实现逻辑回路：
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现在让我们运用封装的思想，设计一个XNOR（不知道是神马？NOR的 非，就是 非异或）的逻辑回路吧。首先看下图：
[url=][/url]。注意2：4译码器的输出由真值表可以得出相应的布尔表达式，回忆起最小项的定义就可以得到上图输出的表达式。这样我们把Y3和Y0 或 以下就能得到Y=~（A X B）咯。
看到最小项，经过之前的学习，我们一下就要反应过来这就是和SOP（不知道？1。5节大标题）有关嘛~。以后设计复杂的系统时，身边只有译码器和一些逻辑门（可以拼成OR门啊）的时候，怎么办？简单！我们把需求写成SOP的形式，再用OR门一组合，OK，成了。
有兴趣的人可以总结一下译码器的应用：如果我们想建立一个系统，画出其真值表，其中有N个输入，一个输出Y（输出可以任意多，只要有任意多的等同于OR门的逻辑门）。表内有M个1。那么我们就可以用N：2^N的译码器，和一个M输入的OR门把所有包含”1“的最小项连接起来实现输出（有点抽象，不过看上面的例子，对照着想就能明白---其实这个就是ROMs， Read Only Memories的理念所在）。------能看懂这个总结的人会比跳过去的人多练习一次抽象的思维能力（就是说，跳过这段话的人是思维的懒人。。。离大师就远了一点，而通过这个总结学会自己主动去总结一些抽象的东西的时候，你就离大师进了一步）。
总结一下：这节之前我们所学的都是所谓 组合逻辑回路。逻辑电路中主要分为 组合逻辑回路
（符号是CL -- combination logic [url=]图里那个3，2就是代表3：2，而一斜杠就是为了减少作图时间，代表多根导线~，话说那个[/url][url=]多根导线[/url]就是所谓的 总线--BUS。） 和 时序回路。组合逻辑回路自然是静态的咯，即其输入不依赖与上一次输入的内容，只依赖于当前的输入内容（无反馈，无记忆，单输入的逻辑回路块只能接受单输入---[url=][/url]这个样子是不行的，因为每个逻辑回路块都有延迟，会导致最终结果无法处于定态）例子的话，我们之前讲的各种回路都是假定一给输入马上就有相应的输出，而实际上当然会有延迟~，自然我们要处理现实的问题，就会用时序分析的手段咯。自然我们下一节进入时序回路，从静态走进动态~。