第2章 大学数字电路组合逻辑电路ppt课件.ppt

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1、第2章组合逻辑电路第2章组合逻辑电路学习目标及重点与难点学习目标熟练掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。掌握常用组合逻辑功能器件，尤其是译码器和数据选择器的逻辑功能及使用方法。了解加法器、数值比较器、编码器的逻辑功能及使用。了解组合逻辑电路中竞争冒险现象产生的原因及其常用的消除方法。第2章学习目标及重点与难点第2章组合逻辑电路重点与难点组合逻辑电路的特点；组合逻辑电路的分析方法和设计方法；常用集成组合逻辑器件（电路）的逻辑功能、使用方法和技能；组合逻辑电路中的竞争冒险现象及其常用的消除方法。学习目标及重点与难点第2章组合逻辑电路2.1组合逻辑电路分析与

2、设计在数字系统中，根据结构和工作原理，可以将常用的数字部件分成组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。在组合逻辑电路中，任意时刻的输出状态只取决于该时刻电路输入状态的组合，而与电路原来的状态无关，没有记忆功能。组合逻辑电路一般由门电路组成，电路中不含具有记忆功能的单元电路，也没有输出、输入间的反馈通路。组合逻辑电路概述2.1.12.1组合逻辑电路分析与设计第2章组合逻辑电路依据组合逻辑电路写出逻辑函数表达式，列出真值表，分析确定电路逻辑功能的过程，称为组合逻辑电路分析。其大致步骤如下：依据逻辑电路，从输入到输出，逐级写出逻辑函数表达式，直至写出最终输出与输

3、入逻辑变量间的逻辑函数表达式。将逻辑函数表达式进行化简，以得出最简表达式。依据化简后的逻辑函数表达式列出真值表根据真值表和表达式对逻辑电路进行分析，并确定其逻辑功能。组合逻辑电路分析2.1.22.1组合逻辑电路分析与设计第2章组合逻辑电路[例2.1.1]已知逻辑电路如图2.1.1所示，试分析该电路的逻辑功能。解：第一步，写出逻辑函数表达式2.1组合逻辑电路分析与设计第2章组合逻辑电路第二步，列出相应的真值表，如表2.1.1所示2.1组合逻辑电路分析与设计第2章组合逻辑电路第三步,分析逻辑功能。分析真值表可知，当输入逻辑变量同意为1、反对为0，输出逻辑

4、变量通过为1、否决为0时，在3个输入逻辑变量A、B、C中有2个或2个以上为1时，Y为1，否则Y为0。所以，该电路是一个可依据少数服从多数原则、判明表决结果的三人表决电路。2.1组合逻辑电路分析与设计第2章组合逻辑电路组合逻辑电路设计是用逻辑函数表达式来描述实际的逻辑问题，并得出满足这一实际逻辑问题最简逻辑电路的过程。其步骤大致如下：分析实际逻辑问题要求的逻辑功能，确定输入、输出逻辑变量数及表示符号，并进行逻辑赋值。根据逻辑功能要求和逻辑关系列出真值表。根据真值表写出逻辑函数表达式，并依据所选用的逻辑器件进行化简或变换，得出最简逻辑表达式。根据最简逻辑

5、表达式画出逻辑电路图。组合逻辑电路设计2.1.32.1组合逻辑电路分析与设计第2章组合逻辑电路[例2.1.2]试用与非门设计一个交通控制信号灯故障报警电路。要求红、绿、黄3个交通控制信号灯，在任何时候都必须有一个亮，而且只能有一个亮，否则就产生报警信号。解：(1)根据设计要求确定3个输入变量I2、I1、I0分别代表红、绿、黄3个交通控制信号灯，且亮为1，不亮为0；输出变量F代表报警信号，且高电平1有效。2.1组合逻辑电路分析与设计第2章组合逻辑电路(2)由设计要求,有真值表，如表2.1.2所示。2.1组合逻辑电路分析与设计第2章组合逻辑电路(3)根据

6、真值表，有逻辑函数表达式(4)利用卡诺图将上述与或逻辑表达式进行化简，如图2.1.2所示，得到最简与或表达式2.1组合逻辑电路分析与设计第2章组合逻辑电路(5)工程中一般还要求最简表达式中使用集成逻辑门电路的种类和数量最少。若采用四2输入与非门74LS00和二4输入与非门74LS20，则有表达式2.1组合逻辑电路分析与设计第2章组合逻辑电路(6)方案一，依据上述表达式，可采用2块四2输入与非门74LS00和2块二4输入与非门74LS20有逻辑电路（1），如图2.1.3所示。2.1组合逻辑电路分析与设计第2章组合逻辑电路方案二，为减少上述表达式中的与项

7、数（4个），可进行合并处理。若采用六非门（反相器）74LS04和三3输入与非门74LS10，有表达式2.1组合逻辑电路分析与设计第2章组合逻辑电路依据上式，可采用1块六非门（反相器）74LS04和2块三3输入与非门74LS10有逻辑电路（2），如图2.1.4所示。与方案一比较，方案二，一是减少了集成块的数量，二是不失为一种设计技巧。2.1组合逻辑电路分析与设计第2章组合逻辑电路2.2常用组合逻辑功能器件及应用加法运算是数字系统中不可或缺的基本运算单元，能实现加法运算逻辑功能的器件称为加法器。两个一位二进制数相加时，若只考虑本位相加产生的本位和及进位，

8、而不考虑来自低位进位数相加的运算电路称为半加器。用与非门组成的半加器，如图2.2.1（a）所示，有1.半加器