第4章 组合逻辑电路 湘潭大学 数字电路基础ppt课件.ppt

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1、第4章组合逻辑电路4.1概述4.2组合逻辑电路的分析和设计方法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-冒险现象功能:输出只取决于当前的输入组合电路时序电路逻辑电路组成:门电路,不存在记忆元件输出取决于当前的输入功能:原来的状态组成:组合电路记忆元件4.1概述…an组合逻辑电路…a1y1ym向量函数形式:Y=F(A)组合逻辑电路:①从逻辑上讲,组合电路在任一时刻的输出状态仅由该时刻的输入状态决定,而与过去的输入状态无关。②从结构上讲,组合电路都是单纯由逻辑门组成,且输出不存在反馈路径。--电路无记忆功能4.2组合逻辑电路的分析和设计方法4.2.1组合逻辑电路的分析方法4.

2、2.2组合逻辑电路的设计方法任务分析: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4.2.1组合逻辑电路的分析方法所谓逻辑电路的分析,就是找出给定逻辑电路输出和输入之间的逻辑关系,并确定电路的逻辑功能。分析过程一般按下列步骤进行:①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。②根据输出函数表达式列出真值表。③用文字概括出电路的逻辑功能。③④逻辑图  逻辑表达式  最简表达式  真值表  确定功能②①试分析如图所示电路的逻辑功能,并指出该电路的用途。解:1.由逻辑图,写函数式:2.化简得:3.列真值表:例4.2.1:试分析如下电路图的逻辑功能。①

3、逻辑函数表达式:解:②逻辑真值表:③结论:当DCBA表示的二进制数小于或等于5时Yo为1,这个二进制数大于5且小于11时Y1为1,当这个二进制数大于或等于11时Y2为1。因此,这个逻辑电路可以用来判别输入的4位二进制数数值的范围。①逻辑抽象。将文字描述的逻辑命题转换成真值表叫逻辑抽象。首先要分析逻辑命题,确定输入、输出变量;然后用二值逻辑的0、1两种状态分别对输入、输出变量进行逻辑赋值,即确定0、1的具体含义;最后根据输出与输入之间的逻辑关系列出真值表。②选定器件类型③根据真值表,写出相应的逻辑函数表达式。④将逻辑函数表达式化简,并变换为与门电路相对应的最简式。⑤根据化简的逻辑函数

4、表达式画出逻辑电路图。⑥工艺设计。包括设计机箱、面板、电源、显示电路、控制开关等等。最后还必须完成组装、测试。组合逻辑电路的设计一般可按以下步骤进行:逻辑图③②①④实际逻辑问题真值表逻辑表达式最简(或最合理)表达式4.2.2组合电路的设计方法逻辑问题逻辑真值表逻辑函数式选定器件类型将函数式变换逻辑电路图转换将函数式化简逻辑电路图用门电路用MSI组合电路或PLD逻辑抽象解:(1)逻辑抽象,列出真值表如右RAGZ00010010010001111000101111011111(2)写出逻辑函数式:(4)将上式化简后得:画出上式对应的逻辑图如下:还可将上式化成其他形式,得到不同的逻辑图。具体

5、见下页。例4.2.2(3)选定器件为小规模集成门电路得上式对应的逻辑图如右:若以与或非形式表达,可将卡诺图中的0项合并得到。AG000111100101010111R例:某工厂有三条生产线,耗电分别为1号线10kW,2号线20kW,3号线30kW,生产线的电力由两台发电机提供,其中1号机20kW,2号机40kW。试设计一个供电控制电路,根据生产线的开工情况启动发电机,使电力负荷达到最佳配置。解:①逻辑抽象输入变量:1~3号生产线以A、B、C表示,生产线开工为1,停工为0;输出变量:1~2号发电机以Y1、Y2表示,发电机启动为1,关机为0;逻辑真值表②逻辑函数式③卡诺图化简1111ABC

6、0100011110Y1ABC0100011110Y211111与或式:与非-与非式:④逻辑电路图AB与或式1CY1Y2ABCY1Y2与非-与非式例:有一大水箱由YS、YL两台水泵供水,水箱中设置了三个水位检测元件A、B、C,如图所示。水面低于检测元件时,检测元件输出高电平,水面高于检测元件时,检测元件输出低电平。现要求水位超过C点时,YS、YL停止工作;水位低于C点但高于B点时,YS单独工作;水位低于B点但高于A点时,YL单独工作;水位低于A点时,YS、YL同时工作。试设计此控制电路。解:①逻辑抽象输入变量:水位检测元件以A、B、C表示,低于检测元件为1,高于为0;输出变量:水泵以Y

7、S、YL表示,水泵工作为1,不工作为0;YSYLBAC示意图逻辑真值表②卡诺图化简ABC0100011110YLABC0100011110YS×1×1××1×1×××③逻辑电路图例:用与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重比赛有3个裁判,一个主裁判和两个副裁判。只有当两个或两个以上裁判判明成功,并且其中有一个为主裁判时,表明举重成功。解:①逻辑抽象输入变量:主裁判为A,副裁判为B、C。判明成功为1,失败为0;输出变量:举重成功与否用变量Y表示,

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