数电-第三章 组合逻辑电路.ppt

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1、第三章组合逻辑电路第一节组合电路的分析和设计第二节组合逻辑电路中的竞争与冒险第三节超高速集成电路硬件描述语言VHDL第四节组合逻辑电路模块及其应用小结相关知识回顾：逻辑运算逻辑门与或非异或同或非门与门或门与非门或非门异或门同或门本章任务：1.组合逻辑电路的分析与设计2.常用组合逻辑模块的使用由逻辑门组成第三章组合逻辑电路(2)学习常用中规模集成模块(3)了解电路中的竞争和冒险现象本章重点(1)掌握分析和设计组合电路的基本方法加法器比较器译码器编码器选择器分配器本章基本内容(1)电路分析与设计经典的方法(2)常用组合逻辑模块的灵活应用

2、组合电路的分析组合电路的设计第一节组合电路的分析和设计组合电路一、组合电路输入：逻辑关系：Fi=fi(X1、X2、…、Xn)i=(1、2、…、m)特点：电路由逻辑门构成；输出无反馈到输入的回路；输出与电路原来状态无关。输出：X1、X2、…、XnF1、F2、…、FmX1X2Xn…组合网络组合电路方框图F1F2Fm…不含记忆元件；二、组合电路的分析分析已知逻辑电路，总结其功能步骤：输出函数表达式描述电路功能已知组合电路真值表ABCF00000010010001111000101111011111真值表因此该电路为少数服从多数电路，称表决

3、电路。解：（1）由电路图得逻辑表达式（2）由逻辑表达式得真值表（3）功能分析：多数输入变量为1，输出F为1；多数输入变量为0，输出F为0。例1：试分析右图所示逻辑电路的功能。&&&&ABCF解：（1）由电路图得表达式（2）列出真值表例2：试分析下图所示逻辑电路的功能。=1G2B2=1G1B1=1G0B0G3B3B3B2B1B0G3G2G1G00000000000010001001000110011001001000110010101110110010101110100100011001001110110101111101111101

4、1001010110110111110100111111000自然二进制码格雷码（2）列出真值表（1）由电路图得表达式本电路是自然二进制码至格雷码的转换电路。（3）分析功能注意：利用此式时对码位序号大于（n-1）的位应按0处理，如本例码位的最大序号i=3，故B4应为0，才能得到正确的结果。推广到一般，将n位自然二进制码转换成n位格雷码：Gi=Bi⊕Bi+1（i=0、1、2、…、n-1）自然二进制码至格雷码的转换B4(1)写出逻辑式例：分析下图的逻辑功能.AB.Y=ABAB.A•B化简&&11.BAY&AB=AB+AB(2)列逻辑状态

5、表Y=AB+AB(3)分析逻辑功能输入相同输出为“1”,输入相异输出为“0”,称为“判一致电路”(“同或门”),可用于判断各输入端的状态是否相同。=AB逻辑式=1ABY逻辑符号=ABABY001100100111输出函数表达式描述电路功能已知组合电路简化函数真值表三、组合电路的设计步骤：设计：根据要求设计出实际逻辑电路形式变换根据设计所用芯片要求选择所需门电路根据设计要求分析题意，将设计要求转化为逻辑关系，这一步为设计组合逻辑电路的关键确定输入、输出、列出真值表写出表达式并简化画逻辑电路图分析：分析已知逻辑电路，总结其功能例3：半加

6、器的设计（1）半加器真值表（2）输出函数（3）逻辑图输入输出被加数A加数B和S进位C0000011010101101（4）逻辑符号&ABC=1S∑COSCAB半加器逻辑符号由表达式知，若无特别要求，用一个异或门和一个与门即可实现半加器电路。电路图为：分析：半加器是将两个一位二进制数相加求和及向高位进位的电路。因此，有两个输入（加数与被加数）及两个输出（和与进位）。设被加数和加数分别为A和B，和与进位分别为S、C，真值表为：将用“异或”门实现的半加器改为用“与非”门实现函数表达式变换形式：用“与非”门实现半加器逻辑图如图所示：&ABC

7、&S&&&全加器是实现例4：全加器的设计。全加器逻辑符号全加器真值表输入输出AiBiCiSiCi+10000000110010100110110010101011100111111一位二进制数一位二进制数低位来的进位相加和高位进位∑COSiCi+1CiBiCIAi例5：试将8421BCD码转换成余三BCD码。8421码余三码B3B2B1B0E3E2E1E0000000011100010100200100101300110110401000111501011000601101001701111010810001011910011100

8、101010☓☓☓☓111011☓☓☓☓121100☓☓☓☓131101☓☓☓☓141110☓☓☓☓151111☓☓☓☓（2）卡诺图（1）真值表B3B2B1B000011110000111100011☓☓1☓01☓☓00☓1E3B3B