电路原理图(schematic)描述了数字电路内部组件及其相互连接。
原理图需要遵循统一的风格,使得它们更加易于阅读和检查错误。电路原理图常常遵循以下规则:
- 输入在原理图的左边或者顶部;
- 输出在原理图的右边或者底部;
- 无论何时,门必须是左输入右输出;
- 最好使用直线而不是使用有很多拐角的线(交错的线要考虑如何走线,浪费精力);
- 走线总是在T交叉点连接;
- 在两条线交叉的地方有一个点,表明它们之间有连接;
- 在两条线交叉的地方没有点,表明它们之间没有连接;
下面是对后三条规则的图解:
下面是一个例子(Y=A’B’C’+AB’C’+AB’C)
任何布尔表达式的与或式可以用系统的方法化成与上图相似的原理图。按列画出输入,如果需要的话在相邻列之间放置反向器提供输入信号的补。画一列与门实现每个最小项。为每一个输出画一个或门来连接和输出有关的最小项。因为反向器、或门、与门按照系统的风格排列,这种设计成为可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array, PLA)。
再看一个例子(Y=B’C’+AB’),它简化了上图的硬件使用数量,速度可能会更快:
上图又可以被简化成:
上图用反向门替代了单独的反向器,进而进一步减少了门的数量。
在实际生产中,使用更少的门或者某几种适合特定工艺的门会更加便宜,如CMOS中实现与非门和或非门优于与门和或门。