模拟与数字电路 教学课件 作者 宁帆 张玉艳 第7章组合逻辑电路.ppt

《模拟与数字电路 教学课件 作者 宁帆 张玉艳 第7章组合逻辑电路.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第7章组合逻辑电路7.1组合逻辑电路概述7.2SSI构成的组合逻辑电路的分析和设计7.3常用的中规模组合逻辑电路的分析7.4用MSI设计组合逻辑电路*7.5组合逻辑电路中的竞争—冒险本章将介绍组合逻辑电路的基本概念，重点讲述组合逻辑电路的分析和设计方法。首先介绍小规模集成电路（SSI）的分析和设计方法，然后讲述常用中规模集成组件（MSI）的分析和设计方法，最后从物理概念上讨论了组合逻辑电路中产生竞争和冒险现象的原因和常用的消除方法。学习要点1.掌握组合逻辑电路的特点。2.掌握小规模集成电路（SSI）的分析和设计方法，并能熟练应用。

2、3.掌握常用中规模集成组件（MSI）——编码器和译码器、数据分配器和数据选择器、数值比较器、加法器和奇偶校验电路的工作原理，熟练掌握它们的逻辑功能及应用。4.掌握用常用中规模集成组件实现组合逻辑电路的方法。5.了解组合逻辑电路产生竞争和冒险现象的原因，了解判断竞争—冒险现象和消除竞争—冒险现象的方法。7.1组合逻辑电路概述在数字系统中，按照结构和逻辑功能的不同将数字逻辑电路分为两大类，一类称作组合逻辑电路，另一类称作时序逻辑电路。组合逻辑电路在电路结构上的特点是：①单纯由各类逻辑门组成，逻辑电路中不含存储元件；②逻辑电路的输入和输

3、出之间没有反馈通路。多端输入、多端输出组合逻辑电路的原理框图如图7-1-1所示。图7-1-1组合逻辑电路原理框图图7-1-1中X1，X2，…，Xn为输入逻辑变量；Z1，Z2，…，Zm为输出逻辑函数。输出逻辑函数与输入逻辑变量之间的逻辑关系可表示为7.2SSI构成的组合逻辑电路的分析和设计1.2.1PN结的形成1.2.2PN结的单向导电性1.2.3温度对伏安特性的影响1.2.4PN结的反向击穿1.2.5PN结的电容效应7.2.1组合逻辑电路的分析1.组合逻辑电路的分析步骤对于任何一个组合逻辑电路，分析的基本步骤如下：（1）由给定的逻

4、辑电路逐级写出各个输出端的逻辑表达式，最后得到表示输出与输入关系的逻辑表达式；（2）化简和变换逻辑表达式为最小项表达式；（3）根据最小项表达式，列出真值表；（4）由真值表分析其执行的逻辑功能；（5）评价原设计电路，改进设计，寻找最佳设计方案。在实际进行电路分析时，由于电路的形式各种各样，所以不必拘泥上述步骤，可以略去或颠倒其中的某些步骤。例7-2-1组合逻辑电路如图7-2-1所示，试分析该电路的逻辑功能，并指出电路设计是否合理。解按照组合逻辑电路的分析步骤进行分析。①由给定的逻辑电路逐级写出各个输出端的逻辑表达式，最后得到表示输出

5、与输入关系的逻辑表达式。2.组合逻辑电路的分析举例图7-2-1例7-2-1逻辑电路图首先在各级门的输入端和输出端设置变量名称，然后从前级到后级逐级写出各级门的输出函数表达式如下：③列真值表。真值表如表7-2-1所示。表7-2-1例7-2-1真值表分析该表可知电路实现的逻辑功能是：A、B、C3个输入变量组合中出现偶数个“1”时，输出函数Y为“1”，否则为“0”，因此该组合电路是三输入偶校验电路。④对电路的评价。上述电路可用异或门或异或非门来实现，电路比较简单。因为：图7-2-2例7-2-1改进电路图其电路如图7-2-2所示。例7-2

6、-2试分析图7-2-3所示组合逻辑电路，说明电路的逻辑功能。图7-2-3例7-2-2逻辑电路图解该电路与例7-2-1不同，是多输出函数。①由组合逻辑电路写出各输出函数表达式：②列真值表。真值表如表7-2-2所示。表7-2-2例7-2-2真值表由表中可以看出，输入变量的一组取值，只能使一个输出端为“0”，其余输出端均为“1”。设低电平为输出的有效电平，每输入一组不同的代码，只有一个输出呈现有效状态，这种功能也称为译码功能。图7-2-3所示组合逻辑电路可实现译码功能。例7-2-3试分析图7-2-4所示组合逻辑电路，其中I0～I3是二进

7、制数字信号，A1、A0是控制信号，Y是输出信号。说明电路的逻辑功能。解①由组合逻辑电路写出输出函数表达式②由图7-2-4可知，输入变量A1、A0是控制信号，故可根据上述表达式列出在A1、A0信号控制之下电路的真值表，如表7-2-3所示。图7-2-4例7-2-3逻辑电路图7.2.2组合逻辑电路的设计本小节将首先讨论组合逻辑电路的基本设计方法，然后通过实例说明用小规模集成门电路（SSI）设计组合逻辑电路的具体步骤。使用中规模集成组件（MSI）设计组合逻辑电路的具体实例将在3.4节介绍。组合逻辑电路的设计方法，一般可按如下步骤进行。①对

8、给出的逻辑设计问题，进行逻辑抽象。即从逻辑的角度来描述设计问题的因果关系，再根据因果关系确定输入变量和输出变量，依据变量的状态进行逻辑赋值，确定哪种状态用逻辑“0”表示，哪种状态用逻辑“1”表示。1.组合逻辑电路的基本设计方法②根据设计问题的逻辑抽