数字部分第4章-康华光-第五版-樊冰

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1、第4章组合逻辑电路主要内容:4.1组合逻辑电路的分析4.2组合逻辑电路的设计4.3组合逻辑电路中的竞争冒险4.4若干典型的组合逻辑集成电路4.1组合逻辑电路的分析一.组合逻辑电路的特点电路任一时刻的输出只决定于该时刻各输入的组合，而与电路的原来的输入无关。组合电路就是由门电路组合而成，没有反馈通路；电路中没有记忆单元。每一个输出变量是全部或部分输入变量的函数：L1=f1（A1、A2、…、Ai）L2=f2（A1、A2、…、Ai）……Lj=fj（A1、A2、…、Ai）二、组合逻辑电路的分析方法分析过程：例1：组合电

2、路如图所示，分析该电路的逻辑功能。解：（1）由逻辑图逐级写出逻辑表达式。为了写表达式方便，借助中间变量P。（2）化简与变换：（3）由表达式列出真值表。（4）分析逻辑功能：当A、B、C三个变量不一致时，电路输出为“1”，所以这个电路称为“不一致电路”。4.2组合逻辑电路的设计设计过程的基本步骤：例1：设计一个三人表决电路，结果按“少数服从多数”的原则决定。解：（1）约定：A，B，C分别表示三个人的意见，同意为1，不同意为0；L表示结果，1为通过，0为不通过。（3）由真值表写出逻辑表达式：（2）列真值表：（5）画出

3、逻辑图如果，要求用与非门实现该逻辑电路，就应将表达式转换成与非—与非表达式：画出逻辑图如图所示（4）卡诺图化简例2：设计一个电话机信号控制电路。电路有I0（火警）、I1（盗警）和I2（日常业务）三种输入信号，通过排队电路分别从L0、L1、L2输出，在同一时间只能有一个信号通过。如果同时有两个以上信号出现时，应首先接通火警信号，其次为盗警信号，最后是日常业务信号。试按照上述轻重缓急设计该信号控制电路。要求用集成门电路74LS00（每片含4个2输入端与非门）实现。解：（1）约定：I0、I1和I2分别表示有无火警、盗警

4、和日常业务（因为题目中已经给出，所以要按题目中的要求来做），有用1表示，无用0表示；L0、L1、L2分别表示火警、盗警和日常业务的输出信号，能输出用1表示，不能输出用0表示。（2）列真值表：（3）对三个输出信号，分别用卡诺图化简，得到各输出的最简与-或逻辑表达式：真值表瘦身画法（4）根据要求，将上式转换为与非表达式：（5）画出逻辑图。例3设计一个将余3码变换成8421BCD码的组合逻辑电路。解：本题不需要做约定（1）根据题目要求，列出真值表：或真值表写成：（2）用卡诺图进行化简。（注意利用无关项）化简后得到的逻辑

5、表达式为：（3）由逻辑表达式画出逻辑图。4.3组合逻辑电路中的竞争冒险4.3.1产生竞争冒险的原因竞争：一个逻辑门的两个输入信号同时向相反的方向变化，而变化的时间有差异的现象，称为竞争。竞争冒险：由竞争而可能产生输出干扰脉冲的现象称为竞争冒险。1冒险（输出信号可能出现不应该出现的‘1’信号）&例：产生了冒险在一定的条件下，如果门电路的输出端表达式可等价于两个互补信号的相乘或相加，就会产生竞争冒险。0冒险（输出信号可能出现不应该出现的‘0’信号）例1:判断图示电路是否存在冒险，如有，指出冒险类型，画出输出波形。解：

6、如果令A＝C＝0，则有该电路存在l冒险例2:判断逻辑函数是否存在冒险。三．冒险现象的消除方法1、加冗余项。2、变换逻辑式，消去互补变量。3、增加输出滤波电容4、尽量避免输入信号出现类似“10→01”的变化。4.4若干典型的组合逻辑集成电路4.4.1编码器CD45324.4.2译码器/数据分配器4.4.3数据选择器4.4.4数值比较器4.4.5算术运算电路1.编码器的定义与工作原理编码——起名字，用文字、符号或者数码表示特定信息的过程。在数字系统中，将特定的逻辑信号编为一组二进制代码。能够实现编码功能的逻辑部件称为

7、编码器。一般而言，N个不同的信号，至少需要n位二进制数编码。N和n之间满足下列关系:2n≥N4.4.1编码器一、普通编码器例：试设计一个4线-2线编码器电路，可将4个信息编成2位代码，假设任一瞬间，4个信息必须有一个而且只能有一个处于有效状态。解：约定：输入为高电平有效，信息有效用1表示，无效用0表示。4个信息分别用I0，I1，I2，I3表示，2位代码用A1，A0表示，且对应的关系为：A1A0I0：00I1：01I2：10I3：11列出真值表如下：在使用上述编码电路的过程中，必须保证输入I0，I1，I2，I3任一

8、瞬间必须有一个而且只能有一个处于有效状态，因为我们在设计此电路的过程中使用了无关项。使用此电路时必须遵守无关项。否则该编码器不能给出正确的编码，从而导致编码混乱。比如I1和I2同时为1时，该编码器的输出A1A0为00。从前面的组合电路设计一节中我们已经知道，此电路的设计完全可以使用另外的一种约定，例如输入信息有效用0表示，无效用1表示。4个输入信息分别用I0，I1，I2，