(春荣)在脉冲数字电路中,各种门电路和触发器好比是基本元件,各种功能的数字逻辑电路就是由这些基本元件组成的。尽管这些数字逻辑电路的功能各不相同,但是从输出与输入的关系来看,却可以把它们分成组合逻辑电路与时序逻辑电路两大类。

图1a就是一个组合逻辑电路,它是一个用来判断输入信号的状态是否一致的所谓“符合电路”。因为只有当输入信号A和B都为1或都为0时,电路的输出F才为1,否则F便为0。因此通过观察输出F的情况,就能知道AB的状态是否一致。图1b是它的真值表。
以上是它的逻辑功能。此外,根据该电路的真值表还可以看出它的输出与输入之间还具有如下一些特点:
第一,电路的每一种输入信号的组合都对应、而且仅对应一个输出信号;第二、某组输入信号一旦消失,输出信号则立即变化,即电路没有“记忆”能力;第三,任何一个时刻的输出信号状态,仅仅和当时的输入信号状态有关,而与电路过去的历史情况无关。例如,只要在电路的输入端加上“11”信号,输出端便可得到1信号;至于在此刻以前输入端曾经加过什么样的信号,却没有关系。凡具有上述特点的电路,不管其逻辑功能如何,均称为组合逻辑电路,简称组合电路。各类门电路、编码器、译码器、加法器、奇偶校验电路等都属于组合逻辑电路。

图2是一个由JK触发器组成的二进制计数器,它可以对二进制数进行计数,从0计数到7。每输入一个计数脉冲,计数器中三个触发器的状态就会发生相应的变化。这个电路的特点是:第一,有“记忆”能力,即当输入信号消失后,电路的输出状态仍然能保留下来,所以输入计数脉冲累计的个数都能保存在计数器内;第二,有严格的时间次序概念,即电路输出状态不仅取决于当时的输入状态,而且和在此刻以前曾经输入过的信号状态有关。例如,当我们讨论计数器在输入一个计数脉冲之后将要变成什么样的状态时,首先应指明在输入这个计数脉冲之前,计数器本身处在八种状态中的哪一种状态,也就是说,新输入的这个脉冲是在什么基础上加上去的。比如,从数字0开始输入一个计数脉冲,则只有触发器C\(_{1}\)由O翻转为1,计数器由000状态变成001状态;若从数字3开始输入一个脉冲,则触发器C1、C\(_{2}\)就翻转成00,C3翻转成1,计数器由011状态变成了100状态。凡具有上述特点的电路,我们就称为时序逻辑电路,简称时序电路。触发器、移位寄存器、脉冲分配器等都属于时序电路。
时序电路又可以分成异步型和同步型两种。前者的特点是,电路的内部状态直接由输入信号引起变化,也就是当输入信号加上后,电路内部的状态立即发生变化,而不需要再由别的什么信号来“指挥”(不需要和别的信号“同步”)。图2所示的计数器就属于异步型时序电路,一旦输入计数脉冲,电路内的各触发器便触发翻转,而不再需要其它信号来配合。

至于同步时序电路,其特点是,它的内部状态的改变必须借助于一个称为“时钟脉冲”的信号来配合,如果时钟脉冲没有到来,即使输入信号有了改变,电路的状态也不会改变。图3就是一个同步时序电路,它是一个并行工作的计数器,计数脉冲加到三个触发器的CP端。当计数脉冲到来时,应该翻转的触发器同时翻转,而翻转的条件则决定于每个触发器的JK端的电位。计数脉冲则起统一指挥的作用,即同步的作用,因此叫作同步时序电路。