2.1 概述

1. 组合逻辑电路的特点

组合逻辑电路的结构示意图如图2-1所示。图中，I0、I1、…、In-1是输入逻辑变量，Y0、Y1、…、Ym-1是输出逻辑变量。输出变量与输入变量的逻辑关系可以用一组逻辑函数表示为

组合电路是由各种逻辑门构成的。在图2-1所示的框图中，n个来自外部的输入信号，经过各种逻辑门进行信息处理，转换成了需要的输出信息，送到输出端。每一个输入或输出信号都是用高、低电平表示的二进制数据1或0。对于有n个输入变量的组合电路，一共有2n种输入组合，每一种输入组合仅有一种可能的输出值与其相对应。

图2-1　组合逻辑电路结构示意图

（1）逻辑功能上的特点。组合电路在逻辑功能上的特点是：任意时刻的电路输出，仅取决于该时刻各个输入变量的取值，与电路原来的工作状态无关。

凡是符合以上特点的数字电路都是组合逻辑电路，这也是组合逻辑电路的定义。

显然，第1章中所介绍的逻辑函数均属于组合逻辑函数。

（2）电路结构上的特点。组合电路在电路结构上的特点是：电路中输出到输入之间无反馈连接；电路由逻辑门电路组成，不包含任何可以存储信息的具有记忆功能的逻辑元器件。

2. 组合逻辑电路逻辑功能的表示方法

在第1章中已经介绍了逻辑函数功能的表示方法。描述组合逻辑电路的逻辑功能，同样有如下几种方法。

（1）逻辑表达式。逻辑表达式是指用与、或、非等逻辑运算符表示组合逻辑电路中各输入及输出信号之间的逻辑关系的代数式子。其书写简洁，可以方便地进行运算及表达式的变换，并可较容易地将逻辑关系转换成真值表或卡诺图，通过逻辑表达式还可直接画出电路的逻辑图。

（2）真值表。真值表将组合逻辑电路中输入信号的各种取值与对应的输出信号值通过表格的形式一一列出，直观地反映出了输入信号与输出信号之间的对应关系，有利于分析组合逻辑电路的功能。真值表可以直接转换成卡诺图及逻辑表达式（标准与或式）。真值表的主要缺点在于当输入信号数量较多时，列真值表会变得非常烦琐。

（3）卡诺图。卡诺图是逻辑函数中的最小项方格图。在卡诺图中，每一个方格都对应一种输入信号的取值组合，方格内的值为输出信号值。卡诺图用于逻辑表达式的化简。但卡诺图只适用于输入信号较少的组合逻辑电路，当输入信号数量大于6时，不能使用卡诺图进行表达式化简。

（4）逻辑图。逻辑图与实际电路最为接近，在进行组合逻辑电路的设计时，需要先画出逻辑图，然后再转化为实际电路图。逻辑图与逻辑表达式之间可以相互转换。