组合逻辑电路(三)(数据分配器、数据选择器、数值比较器和奇偶校验电路)
组合逻辑电路(三)(数据分配器、数据选择器、数值比较器和奇偶校验电路)
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数据分配器
在数字系统中,有时需要将1路数据分别传输到多路通道中去
实现这种数据分配功能的电路,叫作数据分配器(demultiplexer),又称多路分配器
数据分配器有一个数据输入端,多个地址信号输入端和输出端
数据选择器
数据选择器(multiplexer,简称MUX)又称多路开关,它的功能和数据分配器正好相反,它是从输入的多路数据中选择一路输出的电路
在数据选择器中通常用地址信号来完成选择数据输出的任务,如一个4选1的数据选择器需有2位地址信号输入,共有2^2=4种不同组合,每一种组合可选择对应的一路数据输出
同理,一个8选1的数据选择器应有3位地址信号输入,共有2^3=8种不同组合,其余依此类推
4选1数据选择器
根据2位输入地址信号的不同组合,从4路输入数据中选择1路输出的逻辑电路,成为4选1数据选择器
4选1数据选择器:
4选1数据选择器的功能表 Y 0 0 0 0 × × × 0 0 0 0 1 × × × 1 0 0 1 × 0 × × 0 0 0 1 × 1 × × 1 0 1 0 × × 0 × 0 0 1 0 × × 1 × 1 0 1 1 × × × 0 0 0 1 1 × × × 1 1 1 × × × × × × 0 4选1数据选择器的函数表达式为
当
时,
,输出Y=0,数据选择器不工作
当
时,
,数据选择器工作,输出逻辑函数为
当数据
都为1时,数据选择器输出逻辑函数为输入地址变量的全部最小项之和
因此,数据选择器又称为最小项输出器
双4选1数据选择器
双4选1数据选择器 :
数据选择器输出函数式
8选1数据选择器
在双4选1数据选择器图的基础上加
由双4选1数据选择器取或的结果,即可用两个4选1数据选择器构成一个8选1数据选择器
把第1个4选1数据选择器的1ST接
,而第2个4选1数据选择器的2ST接
当
时,第1个数据选择器工作,1D0~1D3当中的一个数据被选中后发送至1Y端
当
时,第2个数据选择器工作,2D4~2D7当中的一个数据被选中后被发送到2Y端
将1Y和2Y相加,就得到了总的输出Y,即Y=1Y+2Y
8选1数据选择器:
根据上部分双4选1数据选择器的1Y和2Y
例
写出下图的最简与或逻辑表达式
解对于
由图可知A0用B代替,A1用A代替,1D0连接C所以为C,1D1没连接C所以为0,1D2通过非逻辑连接C所以为非C,1D3连接1所以为1
化简
与1可以把1舍去,与0可以把该项舍去,因为与逻辑有0则0,有1则看剩下的结果是否为0
可以通过卡诺图化简法
需要化简的式子有三项
对于
,A存在且为非所以为0,B存在且为非所以为0,C存在且不为非所以为1,找001处写1,ABC分别对应001
对于
,A存在且不为非所以为1,B存在且为非所以为0,C存在且为非所以为0,找100处写1,ABC分别对应100
对于
,A存在且不为非所以为1,B存在且不为非所以为1,C不存在所以C为0和1,找110和111处写1,ABC分别对应110和111
画包围圈,尽可能大的画包围圈,且包围小方格数量必须为2^n个
注意:边缘的也可看作相邻
对于图中三个包围圈所以有三项
对于包裹一个小方格的圈,A出现了一个0,B出现了一个0,C出现了一个1,所以此项为
对于左边的包围圈,A出现了一个1,B出现了0和1,C出现了一个0,所以此项为
对于右边的包围圈,A出现了一个1,B出现了一个1,C出现了0和1,所以此项为
所以化简结果为
对于
由图可知A0用B代替,A1用A代替,2D0没连接C所以为0,2D1连接C所以为C,2D2连接C所以为C,2D3连接1所以为1
化简
与1可以把1舍去,与0可以把该项舍去,因为与逻辑有0则0,有1则看剩下的结果是否为0
可以通过卡诺图化简法
需要化简的式子有三项
对于
,A存在且为非所以为0,B存在且不为非所以为1,C存在且不为0所以为1,找011处写1,ABC分别对应011
对于
,A存在且不为非所以为1,B存在且为非所以为0,C存在且不为0所以为1,找101处写1,ABC分别对应101
对于
,A存在且不为非所以为1,B存在且不为非所以为1,C不存在所以C为0和1,找110和111处写1,ABC分别对应110和111
画包围圈,尽可能大的画包围圈,且包围小方格数量必须为2^n个
对于图中三个包围圈所以有三项
对于左边的包围圈,A出现了一个1,B出现了0和1,C出现了一个1,所以此项为AC
对于中间的包围圈,A出现了0和1,B出现了一个1,C出现了一个1,所以此项为BC
对于右边的包围圈,A出现了一个1,B出现了一个1,C出现了0和1,所以此项为AB
所以化简结果为
F2=AC+BC+AB
例
写出下图的逻辑表达式
解
由图可知用A代替A2,B代替A1,C代替A0,2^3=8种组合方式分别对应D0~D7
对于D0通过非逻辑连接D所以为非D
对于D1通过非逻辑连接D所以为非D
对于D2直接连接D所以为D
对于D3直接连接D所以为D
对于D4直接连接D所以为D
对于D5通过非逻辑连接D所以为非D
对于D6通过非逻辑连接D所以为非D
对于D7直接连接D所以为D
数值比较器
在数字系统和计算机中,经常需要比较两个数的大小或是否相等,完成这一逻辑功能的电路称为数值比较电路(magnitude comparator)
1位数值比较器
对两个1位的二进制数的数值进行比较的逻辑电路称为1位数值比较器
掌握1位数值比较器的原理对熟悉多位数值比较器的工作原理是很有帮助的
奇偶校验电路
在数据通信和其他数字设备中进行数据的传输时,由于内部或外部的干扰,如电源瞬变,信号传输线上的干扰等原因,可能会使传输的数据产生错误,因此需要进行检验
奇偶校验电路就是根据传输代码的奇偶性质,用于检测数据传输过程中是否出现错误的电路
奇偶校验的基本原理
为了能检测到数据在传输过程中是否发生错误,通常由奇偶发生器在待发送的数据位
(信息码)的前面或末尾,附加1位奇偶校验位(0或1)来构成传输码
若校验位的加入,使传输码中含1的个数为奇数,则称为奇校验码,使传输码中含1的个数为偶数,则称为偶校验码
在接收端通过奇偶校验器检查接收到的传输码中1的个数的奇偶性,即可得知信息码在传输过程中是否有1位发生了错误,若传输正确,则向接收端发出接收命令,否则发出报警信号
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