Circuits combinatoires

Un circuit combinatoire est un circuit dans lequel nous combinons les différentes portes du circuit, par exemple un codeur, un décodeur, un multiplexeur et un démultiplexeur. Certaines des caractéristiques des circuits combinatoires sont les suivantes:

  • La sortie du circuit combinatoire à tout instant de temps, ne dépend que des niveaux présents aux bornes d'entrée.

  • Le circuit combinatoire n'utilise aucune mémoire. L'état d'entrée précédent n'a aucun effet sur l'état actuel du circuit.

  • Un circuit combinatoire peut avoir un nombre n d'entrées et m nombre de sorties.

Diagramme

Nous allons élaborer quelques circuits combinatoires importants comme suit.

Demi-additionneur

Le demi-additionneur est un circuit logique combinatoire avec deux entrées et deux sorties. Le circuit demi-additionneur est conçu pour ajouter deux nombres binaires A et B à un seul bit. C'est le bloc de base pour l'ajout de deuxsinglenuméros de bits. Ce circuit a deux sortiescarry et sum.

Diagramme

Table de vérité

Schéma

Additionneur complet

L'additionneur complet est développé pour surmonter l'inconvénient du circuit Half Adder. Il peut ajouter deux nombres A et B d'un bit et porter c. L'additionneur complet est un circuit combinatoire à trois entrées et deux sorties.

Diagramme

Table de vérité

Schéma

Additionneur parallèle N-Bit

Le Full Adder est capable d'ajouter seulement deux nombres binaires à un seul chiffre avec une entrée de retenue. Mais en pratique, nous devons ajouter des nombres binaires qui sont beaucoup plus longs qu'un seul bit. Pour ajouter deux nombres binaires à n bits, nous devons utiliser l'additionneur parallèle à n bits. Il utilise un certain nombre d'additionneurs complets en cascade. La sortie de report de l'additionneur complet précédent est connectée pour transporter l'entrée de l'additionneur complet suivant.

Additionneur parallèle 4 bits

Dans le schéma fonctionnel, A 0 et B 0 représentent le LSB des mots de quatre bits A et B. Par conséquent, le Full Adder-0 est l'étage le plus bas. Par conséquent, son C in a été rendu en permanence à 0. Le reste des connexions sont exactement les mêmes que celles de l'additionneur parallèle à n bits est représenté sur la fig. L'additionneur parallèle à quatre bits est un circuit logique très courant.

Diagramme

Soustracteur parallèle N-Bit

La soustraction peut être effectuée en prenant le complément 1 ou 2 du nombre à soustraire. Par exemple, nous pouvons effectuer la soustraction (AB) en ajoutant le complément 1 ou 2 de B à A. Cela signifie que nous pouvons utiliser un additionneur binaire pour effectuer la soustraction binaire.

Soustracteur parallèle 4 bits

Le nombre à soustraire (B) est d'abord passé par les onduleurs pour obtenir son complément à 1. L'additionneur de 4 bits ajoute ensuite le complément A et 2 de B pour produire la soustraction. S 3 S 2 S 1 S 0 représente le résultat de la soustraction binaire (AB) et la sortie de report C out représente la polarité du résultat. Si A> B alors Cout = 0 et le résultat de la forme binaire (AB) alors C out = 1 et le résultat est sous la forme du complément à 2.

Diagramme

Demi soustracteurs

Le demi-soustracteur est un circuit combiné avec deux entrées et deux sorties (différence et emprunt). Il produit la différence entre les deux bits binaires à l'entrée et produit également une sortie (Borrow) pour indiquer si un 1 a été emprunté. Dans la soustraction (AB), A est appelé bit Minuend et B est appelé bit Subtrahend.

Table de vérité

Schéma

Soustracteurs complets

L'inconvénient d'un demi soustracteur est surmonté par un soustracteur complet. Le soustracteur complet est un circuit combinatoire avec trois entrées A, B, C et deux sorties D et C '. A est le «minuend», B est le «subtrahend», C est «l'emprunt» produit par l'étape précédente, D est la sortie de différence et C 'est la sortie de l'emprunt.

Table de vérité

Schéma

Multiplexeurs

Le multiplexeur est un type spécial de circuit combinatoire. Il y a n entrées de données, une sortie et m entrées de sélection avec 2m = n. C'est un circuit numérique qui sélectionne l'une des n entrées de données et l'achemine vers la sortie. La sélection de l'une des n entrées se fait par les entrées sélectionnées. En fonction du code numérique appliqué aux entrées sélectionnées, une des n sources de données est sélectionnée et transmise à la sortie unique Y. E est appelée entrée stroboscopique ou d'activation qui est utile pour la mise en cascade. Il s'agit généralement d'un terminal bas actif, ce qui signifie qu'il effectuera l'opération requise lorsqu'il est bas.

Diagramme

Les multiplexeurs sont disponibles en plusieurs variantes

  • Multiplexeur 2: 1
  • Multiplexeur 4: 1
  • Multiplexeur 16: 1
  • Multiplexeur 32: 1

Diagramme

Table de vérité

Démultiplexeurs

Un démultiplexeur effectue l'opération inverse d'un multiplexeur c'est-à-dire qu'il reçoit une entrée et la distribue sur plusieurs sorties. Il n'a qu'une seule entrée, n sorties, m sélection d'entrée. À la fois, une seule ligne de sortie est sélectionnée par les lignes de sélection et l'entrée est transmise à la ligne de sortie sélectionnée. Un démultiplexeur équivaut à un commutateur multipolaire unipolaire comme illustré à la fig.

Les démultiplexeurs sont disponibles en plusieurs variantes.

  • Démultiplexeur 1: 2
  • Démultiplexeur 1: 4
  • Démultiplexeur 1: 16
  • Démultiplexeur 1:32

Diagramme

Table de vérité

Décodeur

Un décodeur est un circuit combinatoire. Il a n entrées et au maximum m = 2n sorties. Le décodeur est identique à un démultiplexeur sans aucune entrée de données. Il effectue des opérations exactement opposées à celles d'un codeur.

Diagramme

Voici des exemples de décodeurs.

  • Convertisseurs de code
  • Décodeurs BCD à sept segments
  • Décodeurs à tube Nixie
  • Actionneur de relais

Décodeur 2 à 4 lignes

Le schéma synoptique du décodeur 2 à 4 lignes est illustré à la fig. A et B sont les deux entrées où D à D sont les quatre sorties. La table de vérité explique les opérations d'un décodeur. Il montre que chaque sortie est 1 pour une seule combinaison spécifique d'entrées.

Diagramme

Table de vérité

Circuit logique

Encodeur

Le codeur est un circuit combinatoire conçu pour effectuer l'opération inverse du décodeur. Un encodeur a n nombre de lignes d'entrée et m nombre de lignes de sortie. Un codeur produit un code binaire à m bits correspondant au numéro d'entrée numérique. Le codeur accepte un mot numérique d'entrée à n et le convertit en un mot numérique de m bit.

Diagramme

Voici des exemples d'encodeurs.

  • Codeurs prioritaires
  • Encodeur décimal à BCD
  • Encodeur octal à binaire
  • Codeur hexadécimal à binaire

Encodeur prioritaire

Il s'agit d'un type spécial d'encodeur. La priorité est donnée aux lignes d'entrée. Si deux lignes d'entrée ou plus sont égales à 1 en même temps, la ligne d'entrée avec la priorité la plus élevée sera prise en compte. Il y a quatre entrées D 0 , D 1 , D 2 , D 3 et deux sorties Y 0 , Y 1 . Sur les quatre entrées, D 3 a la priorité la plus élevée et D 0 a la priorité la plus basse. Cela signifie que si D 3 = 1 alors Y 1 Y 1 = 11 indépendamment des autres entrées. De même si D 3 = 0 et D 2 = 1 alors Y 1 Y 0 = 10 quelles que soient les autres entrées.

Diagramme

Table de vérité

Circuit logique