第四章 组合逻辑电路1.

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1、数字电子技术基础数字电子技术基础第四章 组合逻辑电路第四章第四章 组合逻辑电路组合逻辑电路 本章重点介绍组合逻辑电路的功能和结构电路的特本章重点介绍组合逻辑电路的功能和结构电路的特点，点，组合逻辑电路的组合逻辑电路的分析方法与设计分析方法与设计方法方法。在此基础上，。在此基础上，介绍常用的集成组合逻辑电路。最后介绍组合逻辑电路介绍常用的集成组合逻辑电路。最后介绍组合逻辑电路上存在的竞争冒险现象，产生的原因及消除的方法。上存在的竞争冒险现象，产生的原因及消除的方法。 在这一章中，应能在给定电路的情况下，分析其逻在这一章中，应能在给定电路的情况下，分析其逻辑功能；也可在给定逻辑要求的情况下，用逻辑

2、电路辑功能；也可在给定逻辑要求的情况下，用逻辑电路实现。另外对于集成组合逻辑电路，如实现。另外对于集成组合逻辑电路，如译码器、译码器、编码编码器、数据选择器等，应器、数据选择器等，应了解其电路的逻辑功能、输出了解其电路的逻辑功能、输出输入的逻辑关系输入的逻辑关系、利用它们实现逻辑功能。、利用它们实现逻辑功能。4.1 组合逻辑电路的特点和分析方法组合逻辑电路的特点和分析方法4.2 常用的组合逻辑电路常用的组合逻辑电路4.3 组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计方法4.4 组合逻辑电路中的竞争冒险现象组合逻辑电路中的竞争冒险现象4.1 组合逻辑电路的特点和分析方法组合逻辑电路的特点和分析方法1

3、.组合逻辑电路和时序逻辑电路组合逻辑电路和时序逻辑电路w组合逻辑电路：组合逻辑电路：任意时刻输出的逻辑状态仅仅取决于当时输任意时刻输出的逻辑状态仅仅取决于当时输入的逻辑状态，而与电路的过去的工作状态无关入的逻辑状态，而与电路的过去的工作状态无关。这是组合。这是组合逻辑电路在逻辑功能上的共同特点，也是与时序逻辑电路的逻辑电路在逻辑功能上的共同特点，也是与时序逻辑电路的根本区别。根本区别。w时序逻辑电路：时序逻辑电路在时序逻辑电路：时序逻辑电路在任意时刻的输出信号不但与任意时刻的输出信号不但与当时的输入信号有关还与电路的原来状态有关当时的输入信号有关还与电路的原来状态有关，这也就是说，这也就是说还

4、与过去的输入状况有关。时序逻辑电路包含组合逻辑电路还与过去的输入状况有关。时序逻辑电路包含组合逻辑电路和存储电路两个部分。和存储电路两个部分。4.1.1组合逻辑电路的特点和逻辑功能的描述组合逻辑电路的特点和逻辑功能的描述 逻辑功能的描述可以用逻辑函数、逻辑图及真值逻辑功能的描述可以用逻辑函数、逻辑图及真值表来实现。由于逻辑图不够直观，一般需要将其转换表来实现。由于逻辑图不够直观，一般需要将其转换成逻辑函数或真值表的形式。成逻辑函数或真值表的形式。 对于任何一个多输入、多输出的组合逻辑电路来讲，对于任何一个多输入、多输出的组合逻辑电路来讲，都可以用下面所示框图来表示。都可以用下面所示框图来表示。

5、其中：其中：a1、 a2 an表示输入变量，表示输入变量，y1、y2 ym 表示输出变量。表示输出变量。2. 逻辑功能的描述逻辑功能的描述4.1.1组合逻辑电路的特点和逻辑功能的描述组合逻辑电路的特点和逻辑功能的描述w组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的特点: :w在功能上在功能上任意时刻的输出仅仅取决于该时的输入，任意时刻的输出仅仅取决于该时的输入，与电路原来的状态无关与电路原来的状态无关。在电路结构上不含存储单。在电路结构上不含存储单元。下面是逻辑图、逻辑函数和真值表。元。下面是逻辑图、逻辑函数和真值表。ABCP A B C F 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1

6、0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 )(CBAABCF 组合逻辑电路分析就是给定某逻辑电路，分析其组合逻辑电路分析就是给定某逻辑电路，分析其逻辑功能。逻辑功能。分析的步骤为分析的步骤为a.由所给电路写出输出端的逻辑式由所给电路写出输出端的逻辑式;b.将所得的逻辑式进行化简将所得的逻辑式进行化简;c.由化简后的逻辑式写出输出输入的真值表由化简后的逻辑式写出输出输入的真值表;d.由由真值表分析电路的逻辑功能真值表分析电路的逻辑功能，即是做什么，即是做什么用的。用的。4.1.2 组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析方法 ABCIBACOCIBAS)()(BA CIBA

7、列写输出变量函数表达式列写输出变量函数表达式ABCIBA )( 列出逻辑真值表列出逻辑真值表A00001111B00110011CI01010101S01101001CO00010111由真值表可知，该电路为带有低位进位的加法器。由真值表可知，该电路为带有低位进位的加法器。其中其中S S为和，为和，COCO为向高位的进位。为向高位的进位。ABCISCO分析图示电路的逻辑功能分析图示电路的逻辑功能4.1.2 组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析方法解：由图可得解：由图可得分析下图所示逻辑电路的逻辑功能分析下图所示逻辑电路的逻辑功能)()(DCBAYA B C D0 0 0 0 0 0 00

8、0 0 1 0 1 10 0 1 0 0 1 10 0 1 1 0 0 00 1 0 0 1 0 10 1 0 1 1 1 00 1 1 0 1 1 00 1 1 1 1 0 11 0 0 0 1 0 11 0 0 1 1 1 01 0 1 0 1 1 01 0 1 1 1 0 11 1 0 0 0 0 01 1 0 1 0 1 11 1 1 0 0 1 11 1 1 1 0 0 0BADC )()(DCBA从真值表中可以看出：从真值表中可以看出：当当A A、B B、C C、D D中有奇数中有奇数个为个为1 1时，时，Y=1Y=1；当当A A、B B、C C、D D中有偶数中有偶数个为个为1

9、1或者没有或者没有1 1时，时，Y=0Y=0。所以，这是一个奇偶检测所以，这是一个奇偶检测电路。电路。逻辑电路真值表逻辑电路真值表例：设两个一位二进制数例：设两个一位二进制数A A和和B B，试设计判别器，若，试设计判别器，若AB,AB,则输出则输出Y Y为为1 1，否则输出，否则输出Y Y为为0.0.解：解：1.1.由题意列出真值表为由题意列出真值表为2. 2. 由真值表写出输出端的逻辑式由真值表写出输出端的逻辑式BAY3. 3. 画出逻辑电路图，如图所示画出逻辑电路图，如图所示组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计方法4.2 常用的组合逻辑电路常用的组合逻辑电路4.2.1 译码器译码器w

10、译码器（译码器（decoder）的逻辑功能是将输）的逻辑功能是将输入的二进制代码入的二进制代码“翻译翻译”成对应的输出成对应的输出高、低电平信号高、低电平信号。w常用的集成电路译码器有：二进制译码常用的集成电路译码器有：二进制译码器，二十进制译码器和七段显示译码器，二十进制译码器和七段显示译码器等几类。器等几类。 二进制译码器二进制译码器( (唯一地址译码器唯一地址译码器) )常用的译码器常用的译码器 二二- -十进制译码器十进制译码器 七段显示译码器七段显示译码器代码变换器代码变换器1 二进制译码器二进制译码器 二进制译码器是将每个输入的二进制译码器是将每个输入的N位二进制代码译成位二进制代

11、码译成2N个输个输出端的高、低电平信号。出端的高、低电平信号。（也可以输出看作是另外一种代码）。（也可以输出看作是另外一种代码）。下图是一个两位二进制译码器（又称下图是一个两位二进制译码器（又称2线线4线译码器）的框图线译码器）的框图和逻辑图。它将输入的两位二进制数的代码分别译成四个输出和逻辑图。它将输入的两位二进制数的代码分别译成四个输出端的高、低电平信号。端的高、低电平信号。013012011010AAYAAYAAYAAY 上式表明当上式表明当A1=A0=0时时Y0=1,当当A1=0、A0=1时时Y1=1，当，当A1=1、A0=0时时Y2=1，当，当A1=1、A0=1时时Y3=1。亦即。亦