组合逻辑电路的分析与设计

《组合逻辑电路的分析与设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数据逻辑电路主讲老师：韩维良2005.7第三章组合逻辑电路的分析与设计数字电路系统分为两大类：组合逻辑电路、时序逻辑电路。组合逻辑电路：是指电路的输出只与当时的输入有关，而与电路以前的状态无关。时序逻辑电路：指电路的输出不仅与当时的输入有关，还与电路以前的状态有关。特点：1、电路中不存在输出到输入的反馈网络，因此输出状态不影响输入状态。2、电路中不包含存储信号的记忆元件，它一般是由各种门电路组合而成。第一节组合逻辑电路的分析由组合逻辑电路图求其逻辑功能的过程称为组合逻辑电路的分析。分析的任务：根据给定的组合电路，写出逻辑函数表达式，确定其输入与输出的关系，并以此来

2、描述它的逻辑功能，必要时对其设计的合理性进行评定。分析组合逻辑电路的步骤：1）、根据逻辑电路图写出输出函数的表达式；2）、对表达式进行化简或变换，求最简式；3）、列出输入和输出变量的真值表；4）、说明电路的逻辑功能。逻辑电路图逻辑函数表达式真值表逻辑功能最简表达式例：分析下图给定的组合电路。ACBACFP1P2P3P4B&&&&1解：逐一写出各输出端的逻辑函数表达式：从上面的表达式可以看出，原来的电路图并不是最简的，最简电路图如右。&ACB1F1CBAABCF+++=ACBACFP1P2P3P4B&&&&1列出真值表如右：由真值表可知,当A、B、C取相同值

3、时,F为1,否则F为0。所以该电路是一个“一致性电路”。可用于判断输入变量的值是否相等。ABCF00000101001110010111011110000001第二节组合逻辑电路的设计组合电路的设计与组合电路的分析是一个互为相反的过程。根据给定的逻辑要求，给出实现该功能的组合逻辑电路图的过程称为组合电路的设计。设计任务：根据给定要求的文字描述或逻辑函数，在特定条件下，找出用最少的逻辑门来实现给定逻辑功能的方案，并画出逻辑电路图。组合电路是由各种单元门电路组成，它的设计步骤：（1）、根据逻辑功能的要求，列出输入和输出变量的真值表；（2）、由真值表列出逻辑函数表达式；

4、（3）、将逻辑函数式进行化简或变换，得到所需的最简表达式；（4）、按照最简表达式画出逻辑电路图。(在工程实践中，化简和变换的目的是利用指定的器件或手头现有器件来实现给定的逻辑功能)。例：用与非门设计一个三变量“多数表决电路”。解：第一步：建立真值表；首先进行逻辑假定：输入即表决者,共有3个,分别用A、B、C表示,并设“同意”为1，“反对”为0；输出即决议是否通过,用F表示,并设“通过”为1,“否决”"为0。ABCF00000101001110010111011100010111第二步：写出“最小项之和”表达式：F(A,B,C)=∑m(3,5,6,7)第三步：化简1

5、0001111001ABC111转换成适当形式；根据上面的函数表达式，可以画出电路图。例：设计一个一位全加器。第一步：建立真值表要完成一位“被加数”与“加数”及低位送来的“进位”三者相加，产生“本位和”及向高位的“进位”，因此共有3个输入，2个输出，实现这种功能的电路称为全加器。设“被加数”，“加数”和低位来的“进位”分别为Ai，Bi，Ci-1——输入。本位“和”与向高位的“进位”分别为Si，Ci——输出。AiBiCi-1000001010011100101110111SiCi0010100110010111AiBiCi-1+CiSi第二步：写出“最小项之”表达式

6、；Si=∑(1,2,4,7)Ci=∑m(3,5,6,7)第三步：化简并转换成适当形式；第四步：画出电路图；第三节编码器组合电路的特点是电路的输出信号仅与该时刻的输入信号有关而与电路原来所处的状态无关。常见的组合电路有编码器、译码器、数字分配器和数字选择器等。一、概述编码——将某一特定的输入逻辑信号变换为二进制代码输出。是将输入的每一个高、低电位信号编成一个对应的输出代码。用输出的数码信号表示相应的输入信号，可便于对其进行存储、传送和运算等处理。通俗地讲“编码”是指用若干数字或文字符号按照预先的约定（又称规定或定义）表示特定对象的过程。例如电信局给某用户编制了一个电

7、话号码3245110，实际上就是把这个用户用代码3245110表示出来，这就是编码。实现编码功能的逻辑电路称为编码器。从具体表现形式可以认为：编码器是将某一时刻仅一个输入有效的多输入变量的情况用较少的输出状态组合表达出来的一种器件。二、四线——二线编码器即四输入二输出编码器；设用高电位作输入信号，在任一时刻只能有一个输入端的电位为有效电位（高电位）。两位二进制数有四种不同状态，可以对应不同输入信号。输入输出对应情况如上表；将输入的每一个高电位信号编成一个对应的输出代码。由上面的真值表可以写出逻辑表达式如下：Y1=I0I1I2I3+I0I1I2I3Y0=I0I1I2

8、I3+I0