数字电子技术基础简明教程课件第3章组合逻辑电路

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1、肖合九教授数字电子技术基础简明教程1第3章组合逻辑电路2第3章组合逻辑电路概述3.1组合电路的基本分析方法和设计方法3.2加法器和数值比较器3.3编码器和译码器3.4数据选择器和分配器3.5用中规模集成电路实现组合逻辑函数3.6只读存储器3.7组合电路中的竞争冒险3一、组合逻辑电路的特点逻辑功能的特点：任意时刻的稳定输出仅仅取决于当时的输入信号，而与电路原来的状态无关。组合逻辑电路的一般结构如图所示。组合逻辑电路的概述电路结构的特点：1、由门电路组合而成，不包含任何记忆元件；2、信号是单向传输的，不存在输出到输入的反馈回路。组合逻辑电路I输入I0In-1I1Y0Ym-1Y

2、1Y输出Y0=F0(I0,I1,…,In-1)Y1=F1(I0,I1,…,In-1)…Ym-1=Fm-1(I0,I1,…,In-1)数字逻辑电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路4二、组合电路逻辑功能的表示方法用来表示逻辑函数的几种方法——逻辑图、真值表、卡诺图、逻辑表达式及时间图等，都可以用来表示组合电路的逻辑功能。三、组合逻辑电路的分类1、按照逻辑功能特点不同划分：加法器、比较器、编码器、译码器、数据选择器和分配器、只读存储器等。2、按照使用基本开关元件不同划分：CMOS、TTL等。3、按照集成度不同划分：SSI（SmallScaleIC，小规模集成电路）、MSI（Medi

3、umScaleIC，中规模集成电路）、LSI（LargeScaleIC，大规模集成电路）、VLSI（VeryLargeScaleIC，超大规模集成电路）等。53.1组合电路的基本分析方法和设计方法一、分析方法①根据给定的逻辑图写出输出函数的逻辑表达式。②化简逻辑表达式，求出输出函数的最简与或表达式。③列出输出函数的真值表。④描述电路的逻辑功能。所谓组合逻辑电路的分析，就是根据给定的逻辑电路图，求出电路的逻辑功能。3.1.1组合电路的基本分析方法给定组合逻辑电路写输出逻辑表达式化简分析其功能列出真值表分析其功能6二、分析举例解：⑴、根据逻辑图写输出逻辑表达式并化简例1：组合逻

4、辑电路如图，试分析其逻辑功能。⑵、根据逻辑表达式列真值表⑶、由真值表分析逻辑功能当AB相同时，输出为0当AB相异时，输出为1异或功能。&&&&YAB011000011011YAB7解：⑴、根据逻辑图写输出逻辑表达式例2：组合逻辑电路如图，试分析其逻辑功能。Y3≥1≥111ABCYY1Y2≥1⑵、化简逻辑表达式电路的输出Y只与输入A、B有关，而与输入C无关。Y和A、B的逻辑关系为与非运算的关系。⑶、电路的逻辑功能8例3：试分析下图所示电路的逻辑功能，图中输入信号A、B、C、D是一组4位二进制代码。解：⑴写输出函数Y的逻辑表达式⑵进行化简&&&&ABW&&&&CX&&&&DY9

5、解：⑶列真值表如右表所示。⑷功能说明由右表所示真值表可以明显看出，如3.1.1所示逻辑图是一检奇电路，即当输入4位二进制代码A、B、C、D的取值中，1的个数为奇数时输出Y为1，反之，为偶数时输出Y为0。01101001100101100000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111YABCD10例4：试分析图示电路的逻辑功能。解：第一步：由逻辑图可以写输出F的逻辑表达式为：11第二步：原式可变换为第四步：确定电路的逻辑功能。由真值表可知，三个变量输入Ａ，Ｂ，Ｃ，只有两个及两个以上变量取值为1时，

6、输出才为1。可见电路可实现多数表决逻辑功能。第三步：列出真值表如表所示。ABCF00000100001001111000101111011111123.1.2组合电路的基本设计方法一、设计方法根据要求，设计出适合需要的组合逻辑电路应该遵循的基本步骤，可以大致归纳如下：1、进行逻辑抽象①分析设计要求，确定输入、输出信号及它们之间的因果关系。②设定变量，即用英文字母表示有关输入、输出信号，表示输入信号者称为输入变量，有时也简称为变量，表示输出信号者称为输出变量，有时也称为输出函数或简称函数。组合逻辑功辑电路的设计是根据给定的实际逻辑问题，求出实现其逻辑功能的逻辑电路。13③状态

7、赋值，即用0和1表示信号的有关状态。④列真值表。根据因果关系，把变量的各种取值和相应的函数值，以表格形式一一列出，而变量取值顺序则常按二进制数递增排列，也可按循环码排列。2、进行化简①输入变量比较少时，可以用卡诺图化简。②输入变量比较多用卡诺图化简不方便时，可以用公式法化简。3、画逻辑图①变换最简与或表达式，求出所需要的最简式。②根据最简式画出逻辑图。14二、设计举例例1：试设计一个三人多数表决电路，要求提案通过时输出为1，否则为0。解：分析：“多数表决电路”是按照少数服从多数的原则对某项决议进行表决，确定是否通过