组合逻辑电路-数字部分

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1、第三章 组合逻辑电路一、组合电路的特点一、组合电路的特点= F0（I0、I1, In - - 1）= F1（I0、I1, In - - 1）= F1（I0、I1, In - - 1）)( )(nntIFtY 1. 逻辑功能特点逻辑功能特点 电路在任何时刻的输出状态只取决于该时刻的输入电路在任何时刻的输出状态只取决于该时刻的输入 状态，而与原来的状态无关。状态，而与原来的状态无关。2. 电路结构特点电路结构特点(1) 输出、输入之间输出、输入之间没有反馈延迟没有反馈延迟电路电路(2) 不包含记忆性元件不包含记忆性元件( (触发器触发器) )，仅由，仅由门电路门电路构成构成I0I1In-1Y0Y1

2、Ym-1组合逻辑组合逻辑电路电路二、组合电路逻辑功能表示方法二、组合电路逻辑功能表示方法真值表，卡诺图，逻辑表达式，时间图真值表，卡诺图，逻辑表达式，时间图( (波形图波形图) )三、组合电路分类三、组合电路分类1. 按逻辑功能不同：按逻辑功能不同：加法器加法器 比较器比较器 编码器编码器 译码器译码器 数据选择器和分配器数据选择器和分配器 只读存储器只读存储器2. 按开关元件不同：按开关元件不同：CMOS TTL3. 按集成度不同：按集成度不同：SSI MSI LSI VLSI3. 1 组合电路的分析方法和设计方法组合电路的分析方法和设计方法3. 1. 1 组合电路的基本分析方法组合电路的基

3、本分析方法一、一、分析步骤分析步骤逻辑图逻辑图逻辑表达式逻辑表达式化简化简真值表真值表说明功能说明功能分析目的：分析目的：(1) 确定输入变量不同取值时功能是否满足要求；确定输入变量不同取值时功能是否满足要求；(3) 得到输出函数的标准与或表达式，以便用得到输出函数的标准与或表达式，以便用 MSI、 LSI 实现；实现；(4) 得到其功能的逻辑描述，以便用于包括该电路的系得到其功能的逻辑描述，以便用于包括该电路的系 统分析。统分析。(2) 变换电路的结构形式变换电路的结构形式( (如：如：与或与或 与非与非-与非与非)；二、二、分析举例分析举例 例例1 1 分析图中所示电路的逻辑功能分析图中所

4、示电路的逻辑功能CABCBABCAABCY CBAABC CBAABC 表达式表达式真值表真值表A B CY0 0 00 0 10 1 00 1 1A B CY1 0 01 0 11 1 01 1 111000000功能功能判断输入信号极性是否相同的电路判断输入信号极性是否相同的电路 符合电路符合电路YABC&1 解解 例例 2 分析图中所示电路的逻辑功能，输入信号分析图中所示电路的逻辑功能，输入信号A、B、C、D是一组二进制代码。是一组二进制代码。&ABCDY 解解 1. 逐级写输出函数的逻辑表达式逐级写输出函数的逻辑表达式WXBABABAW CWCWCWX DXDXDXY

5、&ABCDYWX2. 化简化简BABABABABAW ABCCBACBACBACWCWX DCABCDBABCDADCBADABCDCBADCBADCBADXDXY3. 列真值表列真值表A B C DA B C DYY0 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 11 1 1 01 1 1 111111111000000004. 功能说明：功能说明：当输入四位代码中当输入四位代码中 1 的个数为奇数时输出的个数为奇数时输出为为 1，为偶数时

6、输出为，为偶数时输出为 0 检奇电路检奇电路。DCABCDBABCDADCBADABCDCBADCBADCBADXDXY3.1.2 组合电路的基本设计方法组合电路的基本设计方法一、一、 设计步骤设计步骤逻辑抽象逻辑抽象列真值表列真值表写表达式写表达式化简或变换化简或变换画逻辑图画逻辑图逻辑抽象：逻辑抽象：1. 根据根据因果关系因果关系确定输入、输出变量确定输入、输出变量2. 状态赋值状态赋值 用用 0 和和 1 表示信号的不同状态表示信号的不同状态3. 根据功能要求列出根据功能要求列出真值表真值表 根据所用元器件根据所用元器件( (分立元件分立元件 或或 集成芯片集成芯片) )的情况将的情况将

7、函数式进行化简或变换。函数式进行化简或变换。化简或变换：化简或变换：（1）设定变量：）设定变量：二、二、 设计举例设计举例 例例 1 设计一个表决电路，要求输出信号的电平与设计一个表决电路，要求输出信号的电平与三个输入信号中的多数电平一致。三个输入信号中的多数电平一致。 解解 输入输入 A、B、C ， 输出输出 Y（2）状态赋值：）状态赋值：A、B、C = 0 表示表示 输入信号为低电平输入信号为低电平Y = 0 表示表示 输入信号中多数为低电平输入信号中多数为低电平1. 逻辑抽象逻辑抽象A、B、C = 1 表示表示 输入信号为高电平输入信号为高电平Y = 1 表示表示 输入信号中多数为高电平

8、输入信号中多数为高电平2. 列真值表列真值表ABCY0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1000101113. 写输出表达式并化简写输出表达式并化简ABCCABCBABCAY 最简与或式最简与或式最简与非最简与非-与非式与非式ABACBCY ABACBC CABCBABC ABACBC 4. 画逻辑图画逻辑图 用与门和或门实现用与门和或门实现ABACBCY ABYC&ABBC1&AC 用与非门实现用与非门实现 ABACBCY & 例例2 2 设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。正常

9、情况下，红、黄、绿灯只有一个亮，否则视为故正常情况下，红、黄、绿灯只有一个亮，否则视为故障状态，发出报警信号，提醒有关人员修理。障状态，发出报警信号，提醒有关人员修理。解解1、逻辑抽象、逻辑抽象GYR输入变量输入变量输出变量输出变量Z灯亮：灯亮： 用逻辑用逻辑1表示表示灯灭：灯灭： 用逻辑用逻辑0表示表示正常：正常： 用逻辑用逻辑0表示表示故障：故障： 用逻辑用逻辑1表示表示2、列真值表、列真值表G Y R Z 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 110010111ZGYRGYRGYRGYRGYRZGYRGYRGYRGYRGYR3、写函数输出式，并化简

10、、写函数输出式，并化简 GYR0100 01 11 1011111GRYRGYRYGZ 4. 画逻辑图画逻辑图GRYRGYRYGZ &11GRYZGY11RYG&YRGR 例例33某董事局有一位董事长和三位董事进行表决，当某董事局有一位董事长和三位董事进行表决，当满足以下条件时决议通过：有三人或三人以上同意；或满足以下条件时决议通过：有三人或三人以上同意；或者有两人同意，但其中一人必须是董事长。试用与门和者有两人同意，但其中一人必须是董事长。试用与门和或门设计满足上述要求的表决电路。或门设计满足上述要求的表决电路。 解解 1 1逻辑抽象逻辑抽象用变量用变量A A、B B、C C

11、、D D表示表示输入输入: :A A代表代表董事长董事长; ; B B、C C、D D代表代表董事。董事。用用L L表示表示输出。输出。 (2) (2) 状态赋值。状态赋值。 A A、B B、C C、D D0,0,表示表示不同意决议；不同意决议；A A、B B、C C、D D1,1,表示表示同意决议。同意决议。L=0,L=0,表示表示决议没有被董事局通过；决议没有被董事局通过；L=1,L=1,表示表示决议被董事局通过。决议被董事局通过。(1) (1) 设定变量。设定变量。L = AB + AC + AD + BCD 10 11 01 00 CD 00 01 11 10 AB 0 0 0 0 0