Was sind kombinatorische Logikschaltungen?
Kombinierte Logikschaltungen sind elektronische Schaltungen, die Ausgänge basierend auf den Zuständen der Eingänge erzeugen. Anders als bei sequentiellen Logikschaltungen bestimmen die vorherigen Ausgänge nicht teilweise die nächsten Ausgänge. Kombinierte Logikschaltungen werden in verschiedenen elektronischen Geräten verwendet, um begrenzte Intelligenz in allen Arten von Anwendungen zu implementieren.
Die Transistor-Transistor-Logik (TTL) -Familie von Schaltungen implementiert auch kombinatorische Logikschaltungen. Die Spannungspegel sind entweder 0 Volt Gleichstrom (VDC) oder Niederspannung und +5 VDC oder Hochspannung. Ein Puffer ist eine TTL-Schaltung, die einen Pegel ausgibt, der dem Eingang entspricht, während ein Wechselrichter einen Pegel ausgibt, der dem Eingang entgegengesetzt ist. Kombinierte Logikschaltungen wie der Puffer und der Wechselrichter sind Schaltungen mit einem Eingang.
Es gibt auch Logikschaltungen mit zwei Eingängen, die als Logikgatter bekannt sind. Ein gemeinsames Logikgatter ist das ODER-Gatter, das zwei oder mehr Eingänge haben kann. Wenn der erste Eingang Eingang 1 und der zweite Eingang Eingang 2 ist, gibt ein ODER-Gatter mit zwei Eingängen einen hohen Pegel aus, wenn der Eingang 1 oder der Eingang 2 hoch ist. Ein UND-Gatter mit zwei Eingängen gibt ein High aus, wenn Eingang 1 und Eingang 2 ein High sind. Die Kombinationen der Eingangspegel bestimmen den Ausgang.
Kombinierte Logikschaltungen können in praktischen Schaltungen wie einem einfachen Alarm verwendet werden. Bei zwei Zugangstüren in einem Haus kann ein Signal mit der Bezeichnung "Door1_Open" und "Door2_Open" einen hohen Pegel haben, wenn die bestimmte Tür offen ist. Ein Summer kann dann durch den Ausgang eines ODER-Gatters gesteuert werden, das einen Alarm auslöst, wenn eine oder beide Türen offen sind.
Sequenzielle Logikschaltungen hängen von der Kombination der Eingänge sowie den aktuellen Zuständen der Ausgänge ab. Im Beispiel für einen Türalarm wird der Alarm ausgelöst, wenn alle Türen geschlossen sind. Bei Verwendung eines sequentiellen Stromkreises kann der Alarm jedoch aktiviert bleiben, bis ein Rücksetzsignal angelegt wird. In diesem Fall ist die rein kombinatorische Logikschaltung möglicherweise nicht ideal. Personen möchten, dass der Alarmton so lange ertönt, bis der autorisierte Benutzer den Alarm ausdrücklich mit einem Signal bestätigt, z. B. einem Befehl zum Bestätigen eines Alarms.
Kombinierte Logikschemata bestehen aus Puffern, Invertern, ODER-Gattern, UND-Gattern, NOR-Gattern, NAND-Gattern und XOR-Gattern. NOR-Gatter sind OR-Gatter mit einem Inverter am Ausgang, während ein XOR-Gatter ein exklusives OR-Gatter ist, das nur dann ein High ausgibt, wenn ein Eingang High ist. NAND-Gatter sind UND-Gatter mit Invertern am Ausgang. Kombinierte Logikelektronik kann TTL-Pegel mit 0 bis 5 VDC verwenden. Andere Pegel können 0 bis 3,3 VDC sein, solange zwei Zustände unterschiedlich sind.