数字电子技术基础组合逻辑电路

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1、数字电子技术基础第四章组合逻辑电路§4.1概述§4.2组合逻辑电路的分析方法和设计方法§4.3若干常用的组合逻辑电路§4.4组合逻辑电路中的竞争-冒险现象*§4.5用Multisim7分析组合逻辑电路内容提要本章的主要内容有：1、组合逻辑电路在电路结构和逻辑功能上的特点；2、组合逻辑电路的分析方法和设计方法；3、常用的中规模集成组合逻辑器件的应用；4、竞争-冒险现象及其成因。组合逻辑电路时序逻辑电路功能：输出只取决于当前的输入逻辑电路组成：门电路功能：输出取决于当前的输入原来的状态组成：门电路记忆元件(触发器)4.1概述一、组合逻辑电路的特点二、逻辑功能的描述电路的逻辑功能可

2、以通过逻辑图来表示，但更直观的方式是通过逻辑函数式和真值表来表达逻辑电路的功能。图4.1.1的逻辑表达式如下：S=(AB)CICO=(AB)CI+AB图4.1.1组合逻辑电路实例n个输入变量，m个输出变量，其逻辑关系可以用一组逻辑函数式表示:…图4.1.2组合逻辑电路的框图分析：设计：给定逻辑图得到逻辑功能分析给定逻辑功能画出逻辑图设计组合逻辑电路的研究内容：4.2组合逻辑电路的分析方法和设计方法1、由给定的逻辑图逐级写出逻辑函数式。2、对逻辑式进行化简：3、列真值表；卡诺图化简法公式化简法分析步骤：4、根据真值表和逻辑表达式，确定逻辑功能。4.2.1组合逻辑电路的分析

3、方法逐级写逻辑式法&&&&ABSC112345一、逐级写逻辑式：例1：分析下图的逻辑功能。二、对逻辑式进行化简：（德摩根定理）（德摩根定理）三、列真值表：输入输出ABSC00011011逻辑式：三、列真值表：00101001输入输出ABSC00001101真值表：01101010四、确定逻辑功能：半加器：两个一位二进制数相加，只求本位和，不考虑低位的进位信号。逻辑功能：半加器1例2：分析下图的逻辑功能。01被封锁1=1BMF&&&A1=010被封锁1特点：M=1时选通A路信号；M=0时选通B路信号。M&&&AB1F逻辑功能：2选1数据选择器。例4.2.1试分析图4.2.1

4、电路的逻辑功能，指出该电路的用途。输入变量ABCD输出变量Y2、Y1、Y01:由逻辑图写函数式并化简2:写出真值表并分析规律11121314156789100123453:确定逻辑功能★本电路的功能是：判别输入的4位二进制数数值的范围。当输入5时Y0为1；6输入10时Y1为1；11输入15时Y2为1。设计步骤：一、由逻辑问题抽象出逻辑功能，列出真值表；4.2.2组合逻辑电路的设计方法设计要求：得到最简逻辑电路。1.分析事件的因果关系，确定输入变量和输出变量。通常把引起事件的原因定为输入变量，而把事件的结果作为输出变量。“最简”是指电路所用的器件数最少，器件的种类最少

5、，器件之间的连线也最少。3.根据给定的因果关系列出逻辑真值表。二、写出逻辑函数式三、选定器件的类型可以用小规模集成门电路组成相应的逻辑电路，也可以用中规模常用组合逻辑器件或可编程逻辑器件等构成相应的逻辑电路。2.定义逻辑状态的含义——逻辑赋值。四、将逻辑函数化简或变换成适当的形式在使用小规模集成门电路进行设计时，为获得最简单的设计结果，需将函数式化成最简形式。在使用中规模芯片设计时，需要把函数式变换为与芯片表达式相应的形式，以便使用最少的器件和最简单的连线接成所要求的逻辑电路。用可编程器件设计的方法将在后面讲叙。五、根据化简或变换后的逻辑表达式，画出逻辑电路的连接图六、工艺设

6、计为了把逻辑电路实现为具体的电路装置，还要作一系列的工艺设计工作。如抗干扰问题、带负载问题、电源、面板、机箱设计等问题。逻辑问题逻辑真值表逻辑函数式选定器件类型函数式化简逻辑电路图函数式变换用MSI或PLD实现用SSI实现图4.2.2组合电路设计过程逻辑电路图设计举例例4.2.2设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。每一组信号灯由红、黄、绿三盏灯组成，正常工作情况下，任何时刻必有一盏灯点亮，而且只允许有一盏灯点亮。而当出现其他五种点亮状态时，电路发生故障，这时要求发出故障信号，以提醒维护人员前去修理。一、逻辑抽象,列真值表将红、黄、绿灯的状态表示为R、A、G输入变量，故障

7、信号输出变量以Z表示，灯亮为1，灯灭为0，列出真值表：二、写函数式并化简Z=RAG+RA+RG+AG三、选择SSI器件实现选择与非门、或非门、与或非门等SSI器件来实现上面的逻辑例如选择与非门来实现，则将函数形式转换为与非-与非式即可。四、画逻辑图例2：设计三人表决电路。每人一个按键（A、B、C），如果同意则按下，不同意则不按。结果用指示灯表示，多数同意时指示灯亮，否则不亮。1.逻辑赋值：2.根据题意列出真值表。真值表三个按键A、B、C按下时为’1’，不按时为’0’。输出是F，指示灯亮为’1’，否则为’