【5A文】数字电子技术之组合逻辑电路.ppt

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1、【5A文】数字电子技术之组合逻辑电路2021/7/2324.1.1组合逻辑电路的分析方法4.1.2组合逻辑电路的设计方法4.1组合逻辑电路的分析和设计方法2021/7/233数字电路分类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路:任意时刻的输出仅仅取决于当时的输入信号，而与电路原来的状态无关。本章内容提要小规模集成电路(SSI)构成组合逻辑电路的一般分析方法和设计方法。常用组合逻辑电路的基本工作原理及常用中规模集成（MSI）组合逻辑电路的逻辑功能、使用方法和应用举例。4.1.1组合逻辑电路的分析方法2021/7/2341.分析的主要步骤如下：(1)由逻辑图写表达式；(2)化简表达式；(3

2、)列真值表；(4)描述逻辑功能。4.1门级组合逻辑电路的分析和设计方法小规模集成电路是指每片在十个门以下的集成芯片。所谓组合逻辑电路的分析，就是根据给定的逻辑电路图，求出电路的逻辑功能。2.举例说明组合逻辑电路的分析方法2021/7/235例4-1试分析图3-1所示电路的逻辑功能。解：第一步：由逻辑图可以写输出F的逻辑表达式为：图3-1例3-1逻辑电路图ＡＢＣF００００００１００１０００１１１１０００１０１１１１０１１１１１2021/7/236第二步：可变换为F=AB+AC+BC第三步：列出真值表如表4-1所示。表4-1例3-1真值表第四步：确定电路的逻辑功能。由真值表可知，三个变量输入

3、Ａ，Ｂ，Ｃ，只有两个及两个以上变量取值为1时，输出才为1。可见电路可实现多数表决逻辑功能。2021/7/237例4-2分析图4-2（a）所示电路的逻辑功能。图4-2例4-2逻辑电路图仿真解：为了方便写表达式，在图中标注中间变量，比如F1、F2和F3。2021/7/238S2021/7/239表4-2例4-2真值表该电路实现两个一位二进制数相加的功能。S是它们的和，C是向高位的进位。由于这一加法器电路没有考虑低位的进位，所以称该电路为半加器。根据S和C的表达式，将原电路图改画成图3-2（b）所示的逻辑图。图4-2（b）逻辑图2021/7/23104.1.2组合逻辑电路的设计方法１.组合逻辑

4、电路的设计步骤：(1)分析设计要求，设置输入输出变量并逻辑赋值；(2)列真值表；(3)写出逻辑表达式，并化简；(4)画逻辑电路图。与分析过程相反，组合逻辑电路的设计是根据给定的实际逻辑问题，求出实现其逻辑功能的最简单的逻辑电路。2021/7/23112.组合逻辑电路设计方法举例。例4-3一火灾报警系统，设有烟感、温感和紫外光感三种类型的火灾探测器。为了防止误报警，只有当其中有两种或两种以上类型的探测器发出火灾检测信号时，报警系统产生报警控制信号。设计一个产生报警控制信号的电路。解：(1)分析设计要求，设输入输出变量并逻辑赋值；输入变量：烟感A、温感B，紫外线光感C；输出变量：报警控制信号

5、Y。逻辑赋值：用1表示肯定，用0表示否定。表3-2例3-3真值表ＡＢＣＹ００００００１００１０００１１１１０００１０１１１１０１１１１１2021/7/2312(2)列真值表；把逻辑关系转换成数字表示形式；(3)由真值表写逻辑表达式，并化简；化简得最简式：2021/7/2313图4-3例4-3的逻辑电路图(4)画逻辑电路图：用与非门实现，其逻辑图与例3-1相同。如果作以下变换：用一个与或非门加一个非门就可以实现，其逻辑电路图如图4-3所示。例4-4有三个班学生上自习，大教室能容纳两个班学生，小教室能容纳一个班学生。设计两个教室是否开灯的逻辑控制电路，要求如下：(1)一个班学生上自习，开小

6、教室的灯。(2)两个班上自习，开大教室的灯。(3)三个班上自习，两教室均开灯。解（１）确定输入、输出变量的个数:根据电路要求，设输入变量Ａ、Ｂ、Ｃ分别表示三个班学生是否上自习,1表示上自习,０表示不上自习；输出变量Ｙ、Ｇ分别表示大教室、小教室的灯是否亮,１表示亮,０表示灭。2021/7/2314表4-4例4-3的真值表ABCYG00000101001110010111011100010110011010112021/7/2315（２）列真值表：如表3-4所示。(４)画逻辑图:逻辑电路图如图4.5(a)所示。若要求用ＴTＬ与非门，实现该设计电路的设计步骤如下：首先,将化简后的与或逻

7、辑表达式转换为与非形式；然后再画出如图4.5(b)所示的逻辑图；最后，画出用与非门实现的组合逻辑电路。2021/7/2316（３）化简:利用卡诺图化简,如图3.4所示可得:2021/7/2317图4-4例4-3的卡诺图2021/7/2318图4-5例4-3的逻辑图(a)直接实现；(b)用与非门实现2021/7/2319练习：1、设计一个A、B、C三人表决电路。当表决某个提案时，多数人同意，提案通过。用与非门实现。2021/7/23