组合逻辑电路的分析及设计课件.ppt

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1、第3章组合逻辑电路3.1概述3.2门级组合逻辑电路的分析和设计方法3.3常用的组合逻辑单元电路3.4单元级组合逻辑电路的设计和分析方法3.5组合逻辑电路的竞争和冒险3.1概述数字电路按其完成逻辑功能的不同特点，可划分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。…an组合逻辑电路…a1y1ym向量函数形式：Y=F(A)组合逻辑电路：①从逻辑上讲，组合电路在任一时刻的输出状态仅由该时刻的输入状态决定，而与过去的输入状态无关。②从结构上讲，组合电路都是单纯由逻辑门组成，且输出不存在反馈路径。－－电路无记忆功能所谓逻辑电

2、路的分析，就是找出给定逻辑电路输出和输入之间的逻辑关系，并确定电路的逻辑功能。分析过程一般按下列步骤进行：①根据给定的逻辑电路，从输入端开始，逐级推导出输出端的逻辑函数表达式。②根据输出函数表达式列出真值表。③用文字概括出电路的逻辑功能。3.2门级组合逻辑电路的分析和设计方法一、门级组合逻辑电路的分析方法直接由逻辑门电路构成的组合逻辑电路称为门级组合逻辑电路。③④逻辑图　　逻辑表达式　　最简表达式　　真值表　　确定功能②①3.2门级组合逻辑电路的分析和设计方法例：分析下图电路的逻辑功能，已知此电路用于

3、数据分类，试指出该电路的用途。解：①逻辑表达式：3.2门级组合逻辑电路的分析和设计方法②真值表：23571113③调整：④结论：分类出4位二进制数中的素数2、3、5、7、11、13。例：试分析如下电路图的逻辑功能。①逻辑函数表达式：3.2门级组合逻辑电路的分析和设计方法解：②逻辑真值表：③结论：当DCBA表示的二进制数小于或等于5时Yo为1，这个二进制数大于5且小于11时Y1为1，当这个二进制数大于或等于11时Y2为1。因此，这个逻辑电路可以用来判别输入的4位二进制数数值的范围。3.2门级组合逻辑电路的分

4、析和设计方法二、门级组合逻辑电路的设计方法3.2门级组合逻辑电路的分析和设计方法工程上的最佳设计，通常需要用多个指标去衡量，主要考虑的问题有以下几个方面：①所用的逻辑器件数目最少，器件的种类最少，且器件之间的连线最少。这样的电路称“最小化”电路。②满足速度要求，应使级数最少，以减少门电路的延迟。③功耗小，工作稳定可靠。所谓组合逻辑电路设计，就是根据给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功能的最佳逻辑电路。①逻辑抽象。将文字描述的逻辑命题转换成真值表叫逻辑抽象。首先要分析逻辑命题，确定输入、输出变量；然

5、后用二值逻辑的0、1两种状态分别对输入、输出变量进行逻辑赋值，即确定0、1的具体含义；最后根据输出与输入之间的逻辑关系列出真值表。②根据真值表，写出相应的逻辑函数表达式。③将逻辑函数表达式化简,并变换为与门电路相对应的最简式。④根据化简的逻辑函数表达式画出逻辑电路图。⑤工艺设计。包括设计机箱、面板、电源、显示电路、控制开关等等。最后还必须完成组装、测试。3.2门级组合逻辑电路的分析和设计方法组合逻辑电路的设计一般可按以下步骤进行：逻辑图③②①④实际逻辑问题真值表逻辑表达式最简（或最合理）表达式3.2门级

6、组合逻辑电路的分析和设计方法例：某工厂有三条生产线，耗电分别为1号线10kW，2号线20kW，3号线30kW，生产线的电力由两台发电机提供，其中1号机20kW，2号机40kW。试设计一个供电控制电路，根据生产线的开工情况启动发电机，使电力负荷达到最佳配置。解：①逻辑抽象输入变量：1～3号生产线以A、B、C表示，生产线开工为1，停工为0；输出变量：1～2号发电机以Y1、Y2表示，发电机启动为1，关机为0；逻辑真值表3.2门级组合逻辑电路的分析和设计方法②逻辑函数式③卡诺图化简1111ABC010001111

7、0Y1ABC0100011110Y211111与或式：与非－与非式：3.2门级组合逻辑电路的分析和设计方法④逻辑电路图与或式与非－与非式例：用与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重比赛有3个裁判，一个主裁判和两个副裁判。只有当两个或两个以上裁判判明成功，并且其中有一个为主裁判时，表明举重成功。3.2门级组合逻辑电路的分析和设计方法解：①逻辑抽象输入变量：主裁判为A，副裁判为B、C。判明成功为1，失败为0；输出变量：举重成功与否用变量Y表示，成功为1，失败为0；逻辑真值表3.2门级组合逻辑电路的分析和设计方

8、法②卡诺图化简ABC0100011110Y111③逻辑电路图作业P179—3.1P179—3.3P179—3.43.3常用的逻辑电路一、编码器（Encoder）用文字、符号或数码表示特定对象的过程称为编码。在数字电路中用二进制代码表示有关的信号称为二进制编码。实现编码操作的电路就是编码器。按照被编码信号的不同特点和要求，有普通编码器、优先编码器、二—十进制编码器之分。使用编码技术可以大大减少数字电路系统中信号传输线的条数，同时