组合逻辑电路的分析和设计

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1、4组合逻辑电路的分析和设计4.8组合逻辑电路中的竞争与冒险4.1概述4.2门级组合逻辑电路的分析与设计4.3编码器与译码器4.4多路选择器和多路分配器4.5加法器和比较器4.6基于MSI逻辑电路的分析4.7基于MSI逻辑电路的设计4.1概述数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大部分。1.组合逻辑电路在任何时刻，逻辑电路的输出状态只取决于电路各输入状态的组合，而与电路原来的状态无关。a.电路中就不包含记忆性元器件;2.组合逻辑电路的主要特点b.而且输出与输入之间没有反馈连线;c.门电路是组合电路的基本单元。d.输出与电路原来状态无关。

2、3.组合逻辑电路的方框图A1、A2、…、An——输入逻辑变量L1、L2、…、Lm——输出逻辑变量图中：Li=fi(A1、A2、…、An)i=(1、2、…、m)输出与输入之间的逻辑关系：组合逻辑电路可以有多个输入端和多个输出端。4.组合逻辑电路中的两类问题(1)组合逻辑电路的分析根据已知的逻辑电路图分析电路的逻辑功能。(2)组合逻辑电路的设计根据逻辑问题，得出满足要求的逻辑电路图或VHDL语言程序等设计结果。4.2门级组合逻辑电路的分析与设计4.2.1分析方法门级组合逻辑电路的基本单元是各种基本门电路。组合逻辑电路分析流程图逻辑电路图逻辑真

3、值表化简或变换逻辑表达式逻辑功能说明分析过程一般步骤：a.根据给定的逻辑电路，从输入端开始，逐级推导出输出端的逻辑函数表达式。b.根据输出函数表达式列出真值表。c.用文字概括出电路的逻辑功能。d.对原电路进行改进设计，寻找最佳方案(这一步不一定都要进行)。[例1]分析图示电路的逻辑功能。ABCL&&&&L1L2L374LS0074LS10[解](1)写出逻辑表达式ABCL&&&&L1L2L374LS0074LS10(2)变换逻辑函数输入ABC000001010011100101110111输出L00010111(3)根据函数表达式列真值表

4、(4)分析逻辑功能输入变量A、B和C中有两个以上取值为1时，输出函数L=1；否则L=0。三变量的多数表决器。[例2]试分析下图所示逻辑电路的功能。[解]（1）由图写表达式上页下页返回（2）列出真值表B3B2B1B0G3G2G1G000000000000100010010001100110010010001100101011101100101011101001000110010011101101011111011111011001010110110111110100111111000（3）分析功能本电路是自然二进制码至格雷码的转换电路。[例

5、3]分析图示组合电路的逻辑功能。[解](1)列出该电路的输出逻辑表达式(2)列真值表输入AB00011011输出F1F200011000输入AB00011011输出F1F200011000a.由表达式当A=1与B=0时，F1=1。当A=0与B=1时，F2=1。(3)分析逻辑功能可知：b.综合考虑F1和F2的值，可推得电路的逻辑功能：当A>B时，F1F2=10；当A

6、1输出F1F200011000[例4]分析图示组合电路的逻辑功能。=1=1=1=1[解](1)列出逻辑表达(2)化简表达式(3)列真值表使F=1的条件是：(4)分析逻辑功能由真值表可知或4.2.2设计方法门级组合逻辑电路设计方法流程图逻辑命题列真值表化简和变换写逻辑函数式画逻辑电路图设计步骤如下：⑴列逻辑真值表实际的逻辑问题，通常是一段文字说明或者是数据记录及逻辑框图，称之为逻辑命题。首先根据逻辑命题选取输入逻辑变量和输出逻辑变量。然后用二值逻辑的0和1分别代表输入和输出逻辑变量的两种不同状态，称为逻辑赋值。最后根据实际逻辑问题的因果关系

7、列出逻辑真值表。根据化简后的逻辑函数式，画出门级逻辑电路图。⑶对逻辑函数式进行化简和变换根据选用的逻辑门的类型，将函数式化简或变换为最简式。选用的逻辑门不同，化简的形式也不同。⑷画出逻辑电路图在实际数字电路设计中，还须选择器件型号。由真值表写出逻辑函数表达式。⑵写出逻辑函数表达式[例5]设计三变量表决器，其中A具有否决权。选用与非门来实现对于变量作如下规定：[解](1)列出真值表设A、B、C分别代表参加表决的逻辑变量，A、B、C为1表示赞成，为0表示反对。F=1表示通过，F=0表示被否决。F为表决结果。真值表ABCF00001111001

8、100110101010100000111⑵写出逻辑函数表达式(3)函数化简选用与非门来实现⑷画出逻辑电路图[例6]为燃油蒸汽锅炉设计一个过热报警装置。用三个数字传感器分别监视燃油喷嘴的开关状