电子电路分析制作与调试教学课件作者李伟英项目６　组合逻辑电路的设计与装调.ppt

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1、项目６　组合逻辑电路的设计与装调６.１　组合逻辑电路的分析６.２　组合逻辑电路的设计６.３　常见集成组合逻辑器件及应用返回６.１　组合逻辑电路的分析从以上项目分析可以看到，它们具有一个明显的特点：输出与输入的关系具有即时性，电路在任意时刻的输出状态只取决于该时刻的输入状态，而与该时刻前的电路状态无关，这样的数字电路就叫作组合逻辑电路，简称组合电路。组合电路可以有一个或多个输入端，也可以有一个或多个输出端。在组合电路中，数字信号是单向传递的，即只有从输入到输出的传递，没有从输出到输入的反传递，因此各输出只与各输入的实时状态有关，没有存储

2、记忆功能。组合逻辑电路分析的目的就是找出已知电路输出与输入之间的关系。组合逻辑电路的一般分析步骤如下。（１）根据已知的逻辑电路图写出逻辑表达式。要按门电路逻辑关系从前向后逐级写出。下一页返回６.１　组合逻辑电路的分析（２）根据表达式列出真值表。将输入的各种状态代入表达式，求出对应的输出。将输入状态及对应的输出结果列成真值表。（３）通过分析真值表，确定电路的逻辑功能。上一页返回６.２　组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计，自然是组合逻辑电路分析的逆过程，即从给定的逻辑关系入手，最终获得最简洁的逻辑电路。１.血型匹配指示器的设计血型匹配原

3、则（稀有血型除外）为：同型输血；无同型血时，Ｏ血型可输给Ａ、Ｂ血型；ＡＢ血型可接受Ａ、Ｂ、Ｏ血型（注意：输血前必须进行交叉配血试验！）。由此列出输血者和受血者的血型关系如表６－２所示。对输入按键和输出信号灯进行编号，将“Ａ血型”按键设为变量ＩＡ，将“Ｂ血型”按键设为变量ＩＢ，将“ＡＢ血型”按键设为变量ＩＡＢ，将“Ｏ血型”按键设为变量ＩＯ；将输出信号灯分别编号为ＹＡ、ＹＢ、ＹＡＢ、ＹＯ，根据表６－２列出真值表，如表６－３所示。下一页返回６.２　组合逻辑电路的设计通过上述项目的分析，可以总结出组合逻辑电路的设计步骤如下。（１）确定输入变量

4、和输出变量。通过对设计要求的分析，明确系统的外部控制条件，将其定为输入量；确定系统的结果，将其定为输出量。（２）约定输入与输出的逻辑状态。用二值逻辑的“０”、“１”两种状态分别表示输入变量和输出变量的两种不同逻辑状态。（３）根据系统给定的功能叙述列出对应真值表。上一页下一页返回６.２　组合逻辑电路的设计（４）根据真值表写出对应的逻辑函数表达式，并对需要进行化简的逻辑函数表达式进行化简，直到获得最简逻辑表式为止。对于一些复杂的系统设计场合，可以对逻辑函数表达式进行变换，以直接利用一些现成的组合逻辑电路芯片（如数据选择器、译码器等）进行设

5、计。（５）根据最简逻辑表达式画出逻辑电路图，进而画出完整的电子电路。２.电话机信号控制电路的设计电路有Ａ（火警）、Ｂ（盗警）、Ｃ（日常业务）３种输入信号，通过排队电路分别从Ａ、Ｂ、Ｃ输出，在同一时间只能有一个信号通过。如果同时有两个以上信号出现时，应该首先接通火警信号，其次为盗警信号，最后是日常业务信号。由以上关系可以列出真值表如表６－４所示。上一页下一页返回６.２　组合逻辑电路的设计由逻辑表达式可画出逻辑图，按以上表达式需要３个非门电路和３个两输入的与门电路，因此可知需要两种不同的逻辑芯片才能完成逻辑电路图的设计，如果将逻辑表达式进

6、行与非转换，得到以下表达式，此时设计的逻辑电路图只需要８个两输入与非门电路，即两个同型号的与非门芯片即可，即请根据以上两种表达式，绘制出两种不同的逻辑原理图。上一页返回６.３　常见集成组合逻辑器件及应用６.３.１　编码器及其应用编码器在生活中也随处可见。例如，电话运营公司每部电话设置了独一无二的编码；港口上的集装箱仓库里，为便于吊装、定位运输，每个集装箱位同样也拥有特定的编码；遥控器按键不同的按键拥有不同的功能，一样需要不同的编码值。编码就是用文字、符号或者数码表示特定信息的过程，而能够实现编码功能的电路叫作编码器。在数字系统中是采用

7、一组若干位二进制码０和１进行编码来表示某一特定信息的。要表示的信息越多，二进制代码的位数越多。下一页返回６.３　常见集成组合逻辑器件及应用１.８线—３线编码器的设计设计要求：用３位二进制数的输出分别代表输入的８个信号，输入低电平有效。８线—３线编码器的设计步骤如下：（１）确定输入变量和输出变量。８个输入逻辑变量Ｉ０～Ｉ７为低电平有效，３位输出逻辑变量为Ｙ０Ｙ１Ｙ２为高电平有效。（２）列出真值表，如表６－５所示。（３）根据真值表写出逻辑函数表达式为上一页下一页返回６.３　常见集成组合逻辑器件及应用（４）根据上式画出逻辑电路图，如图６－４

8、所示。上一页下一页返回６.３　常见集成组合逻辑器件及应用从图６－４可以看到，８线—３线编码器要求输入量具有排他性，即每次只能有一个输入端为低电平，从而保证输出编码的唯一性。如果同时有两个或两个以上的输入信号要求编码，则输