电子技术基础数字部分第五版(康华光)4 组合逻辑电路

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1、4组合逻辑电路4.1组合逻辑电路的分析4.2组合逻辑电路的设计4.3组合逻辑电路中的竞争和冒险4.4常用组合逻辑集成电路4.5组合可编程电路1教学基本要求1.熟练掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法2.掌握编码器、译码器、数据选择器、数值比较器和加法器的逻辑功能及其应用；3.学会阅读MSI器件的功能表，并能根据设计要求完成电路的正确连接。2数字系统中的逻辑电路分为：组合逻辑电路时序逻辑电路3组合逻辑电路：……其一般结构如下：Fi=fi(x1,x2,…,xn)i=1,2,…,m输入信号输出信号X2X1组合逻辑电路XnFnF2F1在任何时

2、刻产生的稳定输出值仅取决于该时刻各输入值的组合，而与过去的输入值无关。4组合电路的特点：1.电路不包含任何记忆元件（无记忆能力），仅由逻辑门电路组成。2.输入信号是单向传输，电路中无任何反馈电路。5该章主要讨论两个基本问题：分析与设计。一个组合逻辑电路可用相应的逻辑函数来描述；而一个逻辑函数可用一定的逻辑门来实现。分析：对一个已知的逻辑电路，用逻辑函数来描述其工作，研究它的工作特性和逻辑功能。设计：对给定的逻辑函数或已知一定的逻辑要求，确定用何逻辑电路来实现该功能，又称综合。6逻辑函数的实现一个逻辑函数可以有许多种不同的表示形式。对于

3、同一个逻辑函数其表达式的形式尽管不同，但它们所表示的逻辑功能应该都是相同的。函数表示形式与实现该函数的逻辑电路之间有着对应的关系。即：每一种函数形式都对应于一种逻辑电路。在设计逻辑电路时，需根据给定的门电路类型，将最简“与—或”式或最简“或—与”式变换为相应形式的表达式。7一.用“与非”门实现逻辑函数因为：F=A·B=“与”运算F=A+B==“或”运算F==“非”运算从上式可知，只要有“与非”运算，便可实现“与”、“或”、“非”三种运算，即只要有了“与非”门，就可实现任何逻辑函数。故称“与非”门为通用门。8用“与非”门实现逻辑函数的步

4、骤如下：1.求出函数的最简“与—或”式2.将最简“与—或”式变换成“与非—与非”式。有两种方法：① 对原函数F两次求反。（F较简单用，可省门电路）②对反函数F三次求反。（F较简单用，可省门电路）3.画出逻辑电路图。9例：用“与非”门实现逻辑函数F（A，B，C，D）=解：先用卡诺图对F进行化简，以得到F的最简“与—或”式。F（A，B，C，D）=00CDAB101101101101001111111F10再对F两次取反，得函数的“与非—与非”式。F（A，B，C，D）=最后画出F的两级“与非”电路(a):FBCBAB&&&&11若不限制逻辑

5、的级数，则可将F按另一方式进行变换为：F（A，B，C，D）====12由此式可得一个三级“与非”电路（b）:显然，（b）电路比（a）更简单。DB&&1F13二．用“或非”门实现逻辑函数因为：F==“与”运算F==“或”运算F==“非”运算所以，用“或非”门也可构成各种逻辑功能的逻辑电路，即“或非”门也称为通用门。14用“或非”门实现逻辑函数的步骤如下：1．求出函数的最简“或-与”表达式2．将最简“或-与”式变换成“或非-或非”式。对原函数F两次求反。3．画出逻辑电路图。15三．用“与或非”门实现逻辑函数用相应的“与或非”门可实现任何逻

6、辑功能，因为此门也包含了“与”“或”“非”三种基本运算。16用“与或非”门实现逻辑函数F的步骤：1．求F的最简“与-或”表达式。2．将F的最简“与-或”式变换为F的“与或非”式。（对函数F的反函数一次求反）。3．画逻辑图17四．用“异或”门实现逻辑函数“异或”不能表征所有的逻辑功能。但某些函数用卡诺图来表示时，其0，1小方格排列很有规律，若将该函数变换为“异或”式，用异或门来实现较用其它门电路简单。18例：实现逻辑函数F（A，B，C）=解：先作出该函数的卡诺图：从卡诺图可见该函数已为最简，即：F（A，B，C）=0CAB10111010

7、001011010F19若用“与非”门实现之，可直接对上式两次求反，得：F（A，B，C）=可见需5个“与非”门才能实现20而若用“异或”运算描述，则有：F（A，B，C）=====21显然，用“异或”门比用“与非”门实现要简单得多。逻辑图见下：=1=1FBCA22二．组合逻辑电路的分析方法与步骤组合逻辑电路的分析，就是根据给定的组合电路，写出逻辑函数的表达式，描述它的逻辑功能，并在必要时运用逻辑函数化简方法对逻辑电路设计是否合理和经济进行评价。由于组合电路是按一定要求将逻辑门电路连接起来完成一定逻辑功能的电路。因此，组合电路的逻辑函数可

8、按逻辑门的连接方式逐渐写出。一．组合逻辑电路的特点电路在任何时刻所产生的输出都仅取决于该时刻的输入，而与该时刻以前的输入无关。一旦输入发生变化，电路的输出将立即作出响应。4.1组合逻辑电路分析23分析步骤：1、由逻辑图写