Computer Logical Organization 简明教程

我们接下来将详细阐述几个重要的组合电路。

半加器是一种有两个输入和两个输出的组合逻辑电路。半加器电路旨在将两个单比特二进制数 A 和 B 相加。它是加两个 single 位数字的基本构建模块。此电路有两个输出 carry 和 sum 。

全加器旨在克服半加器电路的缺点。它可以将两个单比特数字 A 和 B 以及进位 c 相加。全加器是一个有三个输入和两个输出的组合电路。

全加器只能将两个单数字二进制数连同进位输入一起相加。但在实际中，我们需要将比一个比特长得多的二进制数相加。要加两个 n 位二进制数，我们需要使用 n 位并行加法器。它使用了级联的多位全加器。上一位全加器的进位输出连接到下一位全加器的进位输入。

可以通过取要减去的数的 1 或 2 的补数来进行减法。例如，可以通过将 B 的 1 或 2 的补数加到 A 来执行减法 (A-B)。这意味着我们可以使用二进制加法器来执行二进制减法。

半减法器是一种有两个输入和两个输出（差值和借位）的组合电路。它产生输入处两个二进制比特之间的差值，并且还生成一个输出（借位）以指示是否借用了 1。在减法 (A-B) 中，A 称为被减数位，B 称为减数位。

全减法器克服了半减法器的缺点。全减法器是具有三个输入 A、B、C 和两个输出 D 和 C' 的组合电路。A 是“被减数”、B 是“减数”、C 是前一阶段产生的“借位”，D 是差值输出，C' 是借位输出。

多路复用器是一种特殊类型的组合电路。有 n 个数据输入、一个输出和 m 个选择输入，其中 2m = n。它是一种数字电路，可选择 n 个数据输入中的一个并将其路由到输出。n 个输入中之一的选择通过所选输入来完成。根据应用于所选输入的数字代码，从 n 个数据源中选择一个并将其传输到单个输出 Y。E 称为选通或使能输入，它对于级联非常有用。它通常是一个低电平有效端，这意味着在低电平时，它将执行所需的操作。

解复用器执行多路复用器的反向操作，即它接收一个输入并将其分配到多个输出上。它只有一个输入、n 个输出、m 个选择输入。一次只能通过选择线选择一个输出线，并且输入传输到所选输出线。解复用器等效于单刀多位开关，如图所示。

解复用器有多种变化。

译码器是一种组合电路。它具有 n 个输入和最多 m = 2n 个输出。译码器与没有任何数据输入的解复用器相同。它执行与编码器完全相反的操作。

2 到 4 线译码器的框图如图所示。A 和 B 是两个输入，D 到 D 是四个输出。真值表解释了译码器的操作。它显示每个输出仅对特定的输入组合为 1。

编码器是一种组合电路，设计用于执行解码器的逆运算。编码器有 n 条输入线和 m 条输出线。编码器生成与数字输入数对应的 m 位二进制码。编码器接受 n 个输入数字字，并将其转换为 m 位另一个数字字。

这是一种特殊类型的编码器。优先考虑输入线。如果同时出现两个或多个输入线为 1，则将考虑具有最高优先级的输入线。有四个输入 D0、D1、D2、D3 和两个输出 Y0、Y1。在四个输入中，D3 具有最高优先级，而 D0 具有最低优先级。这意味着，如果 D3 = 1，则无论其他输入如何，Y1 Y1 = 11。类似地，如果 D3 = 0 且 D2 = 1，则无论其他输入如何，Y1 Y0 = 10。