1

Elektronika

UKŁADY KOMBINACYJNE

Tomasz Porębny

Mateusz Biały

2

Spis treści

•Wstęp
•Bramki
•Komparator
•Selektor
•Enkoder
•Dekoder
•Multiplekser
•Demultiplekser
•Układ kontroli parzystości
•Sumator
•Jednostka arytmetyczno logiczna ALU
•Literatura

3

Układy kombinacyjne

 

Wstęp

Układy kombinacyjne są jednymi z rodzajów 
układów cyfrowych nie zawierające pamięci. 
Zmienne wyjściowe są określone jednoznacznie 
przez zmienne wejściowe.

W układach kombinacyjnych zmienne wyjściowe 
można przyporządkować zmiennym wejściowym 
za pomocą tabel prawdy lub funkcji logicznych.

Układy kombinacyjne są często stosowane do 
przeliczeń i przekodowywania liczb

4

Bramki

 

Element konstrukcyjny maszyn i mechanizmów 
(dziś zazwyczaj: układ scalony, choć podobne 
funkcje można zrealizować również za pomocą 
innych rozwiązań technicznych, np. hydrauliki 
czy pneumatyki), realizujący fizycznie pewną 
prostą funkcję logiczną, której argumenty 
(zmienne logiczne) oraz sama funkcja mogą 
przybierać jedną z dwóch wartości, np. 0 lub 1 
(zob. algebra Boole'a). 

5

Bramka NOT

(negacja, zaprzeczenie)

 

 

Bramka NOT realizuje operację negacji zmiennej wejściowej.

info

6

Bramka AND

(koniunkcja)

 

Bramka AND realizuje funkcję iloczynu logicznego 
zmiennych wejściowych

A

B

Y

info

7

Bramka NAND

 

Branka NAND realizuje funkcję negacji iloczynu 
zmiennych wejściowych, oraz sumę negacji 
zmiennych.

A

B

Y

info

8

Bramka OR

(alternatywa)

 

Bramka OR realizuje funkcję sumy logicznej 
zmiennych wejściowych

A

B

Y

info

9

Bramka NOR

 

Branka NOR realizuje funkcję negacji sumy 
zmiennych wejściowych, oraz iloczynu negacji 
zmiennych.

A

B

Y

info

10

Bramka XOR

(

Alternatywa wykluczająca

)

 

Różnica symetryczna zdań  jest prawdziwa wtedy i 
tylko wtedy, gdy dokładnie jedno ze zdań p,q jest 
prawdziwe: 

A

B

Y

info

11

Bramka XNOR

 

Bramka XNOR realizuje funkcję

f(X,Y)=XY+XY

4077

12

Bramka AOI lub AON

 

Bramka XNOR realizuje funkcję
 zanegowanej sumy iloczynów
f(X,Y)=XY+XY

4085

13

Komparator

 

Komparatory służą do 
porównywania wartości 
dwu lub więcej liczb 
dwójkowych. 
Najprostsze określają 
czy porównywalne 
liczby A i B są sobie 
równe.

14

Komparatory 
uniwersalne określają 
relacje A>B, A=B, 
A<B

Komparator

15

Rozbudowa komparatorów

 

W celu porównania dłuższych liczb stosuje się 
rozbudowę komparatorów poprzez dołączenie 
następnych do wyjść porównania

16

Selektor

 

Selektor jest to poczwórny    
         2-pozycyjny 
przełącznik sygnałów 
logicznych.

Przełączania dokonuje się 
wejściem SELECT.

Wejście STROBE (lub 
ENABLE) blokuje urządzenie 
wymuszając na wszystkich 
wyjściach stan niski.

17

Selektor

 

74157

18

Enkoder

Enkoderami zwykłymi 
nazywane są układy 
służące do konwersji 
kodu 1z n na określony 
kod wyjściowy.

19

Enkoder priorytetowy

 

Enkoder priorytetowy 
wytwarza kod binarny 
określający adres 
najstarszej wyróżnionej linii 
wejściowej. Wyznacza 
jednoznaczną odpowiedź w 
przypadku gdy wyróżniona 
jest więcej niż jedna linia.

20

Enkoder priorytetowy

Zastosowanie w zamianie kodu z klawiatury na 
kod dwójkowy

4532

21

Dekoder

 

Dekoder jest to układ 
kombinacyjny służący do 
konwersji kodu innego 
niż 1 z n na kod 1z n

22

Multiplekser

 

Multiplekser jest to układ 
logiczny przesyłający na 
wyjście ten z sygnałów 
podawanych na wejścia 
danych, który jest 
doprowadzony do wejścia o 
numerze określonym przez 
stan wejść adresowych.

23

Demultiplekser

 

Demultiplekser przekazuje 
sygnał z wejścia do wyjścia 
o numerze 
odpowiadającym podanej 
na wejścia adresowe liczbie 
binarnej

24

Multipleksowy system 

przesyłania danych

System ten pozwala 
przesyłać dane za 
pomocą tylko jednego 
przewodu. Do 
zrealizowania 
transmisji bez zmiany 
jej postaci niezbędne 
jest aby zastosowane 
były takie same 
dekodery adresu.

25

Układ kontroli parzystości

Układ ten stosuje się do 
generowania bitu 
parzystości dołączanego 
do transmitowanego (lub 
zapisywanego) słowa i 
do sprawdzania 
parzystości przy 
odbiorze informacji

26

Układ kontroli parzystości

74180

27

Sumator

 

Prawie wszystkie 
obliczenia 
matematyczne 
można 
sprowadzić do 
dodawania, to 
zaś wykonać na 
sumatorze.

Dodatkowo 
sumator 
uzupełnia się o 
bit przeniesienia 
służący do 
dodawania 
dużych liczb.

28

Rozbudowa sumatora

29

Jednostka arytmetyczno 

logiczna ALU

to jedna z głównych części procesora, 
prowadząca proste operacje na liczbach 
całkowitych. 

ALU jest układem cyfrowym, służącym do 
wykonywania operacji arytmetycznych (takich jak 
dodawanie, odejmowanie itp.) oraz operacji 
logicznych (np. Ex-Or) pomiędzy dwiema 
liczbami. ALU jest podstawowym blokiem 
centralnej jednostki obliczeniowej komputera. 

Jednostka arytmetyczno logiczna ALU jest 
podstawowym elementem mikroprocesorów

info

30

Jednostka arytmetyczno 

logiczna ALU

 

31

Jednostka arytmetyczno 

logiczna ALU

 

74181

Oznaczenie schematowe 
przy założeniu że sygnałem 
aktywnym jest sygnał L

Oznaczenie schematowe 
przy założeniu że sygnałem 
aktywnym jest sygnał H

32

Układy kombinacyjne

Do realizacji technicznej układów 
kombinacyjnych oprócz użycia bramek można 
stosować pamięci stałe ROM (read only 
memory) w których zapisuje się tabele 
prawdy. Zmienne wejściowe są wówczas 
adresami. Inna możliwość polega na użyciu 
układów logiki programowalnej PLD 
(programmable logic devices), za pomocą 
których realizuje się funkcje logiczne.

33

Literatura
 J. Pienkos J. Turczyński „Układy scalone TTL 
w systemach cyfrowych”
 P. Horovitz W. Hill „Sztuka elektroniki cz. I i 
II”
 U. Tietze Ch. Schenk „Układy 
półprzewodnikowe”

Internet
 www.datasheet.catalog.com
 www.alldatasheet.com

34

Dziękuję za uwagę!