组合逻辑器件概述 | AI生成和翻译
概述
“The Learning Circuit”视频讲解了组合逻辑器件，这类器件仅根据当前输入生成输出（不记忆过去状态）。视频涵盖了四种关键类型：多路复用器(MUX)、多路分解器(DEMUX)、编码器和解码器。这些器件在电子设备中对信号路由、数据压缩/扩展和数字控制至关重要。
多路复用器(MUX)
- 功能：类似数字交换机——通过选择线控制，从多个输入中选择一个传送到单个输出
- 基础示例(74LS157四路2选1 MUX)：
- 4个通道，每个通道有A/B输入、选择引脚(S)和使能引脚(E)
- S为高电平：选择A输入；S为低电平：选择B输入
- E为低电平：启用输出；E为高电平：禁用（输出变为低电平）
- 大型示例：
- 4选1 MUX：2条选择线从4个输入中选择
- 8选1 MUX：3条选择线；仅一个输入可通过
- 技巧：通用形式为\(2^n\)选1，其中\(n\)为选择线数量
多路分解器(DEMUX)
- 功能：与MUX相反——根据选择线将单个输入路由到多个输出之一
- 基础示例(1对2 DEMUX)：
- 一条选择线(S)：S低电平→输入到Y0；S高电平→输入到Y1
- 通用规则：\(1\)对\(2^n\)输出，与MUX的选择线匹配（如2条选择线→4个输出）
编码器
- 功能：将多个输入压缩为编码（如二进制）输出
- 基础二进制编码器：
- 示例：4个输入→2位二进制输出（如输入3激活→输出11）
- 问题：多个激活输入可能导致冲突（输出不明确）
- 优先编码器（解决冲突）：
- 分配优先级（最高优先级覆盖其他）
- 示例（8输入，低电平有效）：输入7（最高）激活→输出111，忽略较低输入
- 无输入激活→输出000
解码器
- 功能：将编码输入扩展为多个输出（如激活特定线路）
- 基础二进制解码器：
- 类似DEMUX：二进制输入选择单个输出（如2位输入10→激活输出2）
- BCD转7段解码器：
- 4位BCD输入(0–9)→控制7个LED段显示数字
- 示例：”0”点亮6个段；”1”点亮2个（右侧竖条）
- BCD转十进制解码器：
- 4位输入→激活10个输出之一（对应数字0–9）
核心要点
- MUX/DEMUX：数据路由器（流量导向器）
- 编码器：输入多于输出（数据压缩，类似压缩文件）
- 解码器：输出多于输入（数据扩展，类似解压文件）
- 均为”组合”逻辑——输出随输入即时变化，无需时钟或存储
组合逻辑器件工作原理 - The Learning Circuit