第三章组合电路的分析与设计(111).
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1、 电电 路路 中中 心心 张张 咏咏 梅梅 电电 子子 工工 程学院程学院第三章第三章 组合电路的分析与设计组合电路的分析与设计3.1 组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的特点3.3 小规模组合逻辑电路的设计小规模组合逻辑电路的设计3.4 组合逻辑电路的冒险组合逻辑电路的冒险3.2 组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析3.5 常用的中规模组合逻辑电路与应用常用的中规模组合逻辑电路与应用 电电 路路 中中 心心 张张 咏咏 梅梅 电电 子子 工工 程学院程学院输输入入逻辑关系：逻辑关系：Yi = fi (a1，a2，an n) ) （i = 1i = 1，2 2，m m）结构：结构：由由逻辑门逻辑门
2、构成；构成；不含记忆存储单元不含记忆存储单元；输出到输入输出到输入无反馈无反馈回路；回路；输输出出组合逻辑电路组合逻辑电路（简称（简称组合电组合电路路）：任一时刻电路的输出）：任一时刻电路的输出只与当时的输入有关只与当时的输入有关，而，而与与电路过去的输入无关电路过去的输入无关。3.1 组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的特点 电电 路路 中中 心心 张张 咏咏 梅梅 电电 子子 工工 程学院程学院3.2 组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析分析目的分析目的：1 1、找出电路的逻辑功能，即输出函数与输入变量、找出电路的逻辑功能，即输出函数与输入变量之间的关系。之间的关系。2 2、验证设计的正确与否
3、。、验证设计的正确与否。分析方法分析方法：逐级注释法逐级注释法。从输入开始。从输入开始逐级写逻辑函数式逐级写逻辑函数式，并，并对函数式进行化简，以使逻辑关系简单明了，有时需要将逻对函数式进行化简，以使逻辑关系简单明了，有时需要将逻辑函数式转换为真值表的形式。辑函数式转换为真值表的形式。逻辑图逻辑图逻逻 辑辑表达式表达式最最 简简表达式表达式电路功电路功能描述能描述真值表真值表组合逻辑电路的分析步骤：组合逻辑电路的分析步骤： 电电 路路 中中 心心 张张 咏咏 梅梅 电电 子子 工工 程学院程学院组合逻辑电路的分析举例组合逻辑电路的分析举例ABBAFABABABBABA 异或电路异或电路=A=A
4、 B B 电电 路路 中中 心心 张张 咏咏 梅梅 电电 子子 工工 程学院程学院组合逻辑电路的分析举例组合逻辑电路的分析举例ABABDCDABDY2CDABDDBCDCBDCAY1DCDBY0CDCDDCADCBDBCDBDCDBCDCBDCADCDB 电电 路路 中中 心心 张张 咏咏 梅梅 电电 子子 工工 程学院程学院组合逻辑电路的分析举例组合逻辑电路的分析举例D C B A Y2 Y1 Y0 0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0
5、11 1 1 01 1 1 1列出真值表列出真值表电路逻辑功能描述电路逻辑功能描述：DCBA5时，时，Y0=1， 6DCBA10时，时，Y1=1， DCBA1111时，时，Y2=1。四位二进制数数值范围判断电路四位二进制数数值范围判断电路CDABDY2DBCDCBDCAY1DCDBY01001000 0 10 0 10 0 10 0 10 1 00 1 00 1 00 1 00 1 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 0 电电 路路 中中 心心 张张 咏咏 梅梅 电电 子子 工工 程学院程学院& & & &=1=1& & &A AB BC CD DF F1 1F F2 2组合逻辑
6、电路的分析例组合逻辑电路的分析例3.2.3例例3.2.3 分析如图所示混和逻辑电路，写出表达式。分析如图所示混和逻辑电路，写出表达式。同时含有正、负同时含有正、负两种逻辑，称为两种逻辑，称为混合逻辑混合逻辑。只含一种逻辑称只含一种逻辑称为为单一逻辑单一逻辑。负与门负与门 电电 路路 中中 心心 张张 咏咏 梅梅 电电 子子 工工 程学院程学院& & & &=1=1& & &A AB BC CD DF F1 1F F2 2组合逻辑电路的分析例组合逻辑电路的分析例3.2.3混合逻辑处理方法：混合逻辑处理方法：1、任何输入或输出端的小圈去掉（或加上），则相、任何输入或输出端的小圈去掉（或加上），则相
7、应应变量或函数取非变量或函数取非。2、在一个门的输入、输出端同时加上或消去小圈，则、在一个门的输入、输出端同时加上或消去小圈，则门的主体逻辑符号改变，门的主体逻辑符号改变，“与与”变变“或或”，“或或”变变“与与”。DACB)(CB异或门异或门DACBDACBF)(1CBDCADBADACBF2DAADCBCBCB 电电 路路 中中 心心 张张 咏咏 梅梅 电电 子子 工工 程学院程学院3.3 小规模组合逻辑电路的设计小规模组合逻辑电路的设计最优逻辑的标准：最优逻辑的标准：电路设计（电路设计（综合）综合）就是根据逻辑功能的要求，设就是根据逻辑功能的要求，设计出实现该功能的计出实现该功能的最优逻
8、辑最优逻辑电路。电路。4、延迟小延迟小（逻辑级数少逻辑级数少）。）。1、逻辑功能正确逻辑功能正确；2、工作可靠工作可靠（尤其是（尤其是驱动能力要有一定余量驱动能力要有一定余量）。）。3、资源节省资源节省（所用的（所用的门数最少门数最少，门的，门的种类最少种类最少，门的输入端门的输入端最少最少）。）。5、体积小体积小，重量轻重量轻。 电电 路路 中中 心心 张张 咏咏 梅梅 电电 子子 工工 程学院程学院小规模组合逻辑电路的设计小规模组合逻辑电路的设计步骤步骤设计设计要求要求真真值值表表逻逻 辑辑函数式函数式化简化简变换变换逻辑图逻辑图标准表达式标准表达式根据所选定的器件类根据所选定的器件类型进
9、行变换或化简型进行变换或化简逻辑状态赋值逻辑状态赋值：以二值逻辑的：以二值逻辑的0、1两种状态分别代表输入变量两种状态分别代表输入变量与函数的两种不同状态。与函数的两种不同状态。根据因果关系列出真值表。根据因果关系列出真值表。逻逻 辑辑 抽抽 象象把引起事件的把引起事件的原因原因作为作为输入变量输入变量，将事件的，将事件的结果结果作为作为输出函数输出函数。工艺工艺设计设计文字描述文字描述 电电 路路 中中 心心 张张 咏咏 梅梅 电电 子子 工工 程学院程学院3.3.1 由设计要求列真值表由设计要求列真值表 例例3.3.13.3.1：有一火灾报警系统，设有烟感、温感和紫：有一火灾报警系统，设有
10、烟感、温感和紫外光感三种类型的火灾探测器。为了防止误报警，外光感三种类型的火灾探测器。为了防止误报警，只有当两种或两种以上的探测器发出火灾探测信号只有当两种或两种以上的探测器发出火灾探测信号时，报警系统才产生报警控制信号。作出真值表。时，报警系统才产生报警控制信号。作出真值表。火灾火灾报警报警系统系统报警报警烟雾探测器烟雾探测器温度探测器温度探测器紫外光探测器紫外光探测器报警信号报警信号F一个输出函数（结果）一个输出函数（结果）紫外光感探测器信号紫外光感探测器信号C烟感探测器信号烟感探测器信号A温感探测器信号温感探测器信号B三个输入变量（起因）三个输入变量（起因） 电电 路路 中中 心心 张张
11、 咏咏 梅梅 电电 子子 工工 程学院程学院例例3.3.1A AB BC CF F紫外光感探测器发出火灾信号紫外光感探测器发出火灾信号C=1烟感探测器发出火灾信号烟感探测器发出火灾信号A=1温感探测器发出火灾信号温感探测器发出火灾信号B=1当两种或两种以上的探测器当两种或两种以上的探测器发出探测到火灾的信号时，发出探测到火灾的信号时，报警系统才产生报警信号。报警系统才产生报警信号。报警控制信号发出报警报警控制信号发出报警F=11 11 11 10 00 00 00 01 1通常按自然二进通常按自然二进制码的规律排列制码的规律排列0 00 00 00 01 11 11 11 10 00 01 1
