数字电路第4章

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1、数字电路的分类3、按电路类型分类⑴组合逻辑电路输出只与当时的输入有关，如：编码器、加减法器、比较器、数据选择器。⑵时序逻辑电路输出不仅与当时的输入有关，还与电路原来的状态有关。如：触发器、计数器、寄存器。1、按半导体的导电类型分类2、按集成度分类第四章组合逻辑电路复习逻辑运算逻辑门⑵学习常用中规模集成模块⑶了解电路中的竞争和冒险现象本章重点⑴掌握组合电路的分析和设计的基本方法编码器译码器分配器选择器加法器比较器与、或、非、异或、同或与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门第一节组合电路的分析和设计第二节编码器和译码器第三节数据选择器和数据分

2、配器第四节算术逻辑运算及数值比较组件第五节奇偶检验电路第六节模块化设计概述第七节组合电路中的竞争与冒险第四章组合逻辑电路一、组合电路二、组合电路的分析三、组合电路的设计第一节组合电路的分析和设计一、组合电路输入：逻辑关系：Fi=fi(X1，X2，…，Xn)i=(1，2，…，m)特点：●不含记忆元件●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、…、Fm●电路由逻辑门构成例1：试分析图所示逻辑电路的功能。因此，该电路为少数服从多数电路，亦称表决电路。解：⑴写出逻辑表达式⑵列出真值表ABCF000000100100

3、01111000101111011111真值表⑶判断：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0二、组合电路的分析例2图例2：试分析图所示逻辑电路的功能。解：①写出表达式自然二进制码格雷码B3B2B1B0G3G2G1G000000000000100010010001100110010010001100101011101100101011101001000110010011101101011111011111011001010110110111110100111111000②真值表①表达式自然二进制码至格雷码的转换电路。③分析功能注意：

4、利用此式时，对码位序号大于（n-1）的位应按0处理(Bn=0)，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+1⊕Bi（i=0、1、2、…、n-1）四位自然二进制码至四位格雷码的转换5位二进制码转换为格雷码组合电路的分析步骤：分析已知逻辑电路功能输出函数表达式简化函数真值表已知组合电路描述电路功能⑴逻辑抽象，确定输入、输出变量，列写真值表真值表解：例3、某雷达站有3部雷达，其中A和B功率消耗相同，C消耗的功率是A的两倍；这些雷达由两台发电机X和Y供电，发电机X的最大功率等于

5、雷达A消耗的功率，发电机Y的最大功率是X的3倍，要求设计一个逻辑电路，能够根据各雷达的启动和停止信号，以最节约电能的方式启动、停止发电机运行。输入变量为A、B和C分别代表A、B和C三个雷达雷达启动记为“1”，停止记为“0”；输出变量为X和Y分别代表X和Y发电机发电机启动记为“1”，停止记为“0”；⑵写出逻辑函数式卡诺图为三、组合电路的设计⑶选定器件：与非门⑷逻辑图转换形式：从命题描述得到逻辑表达式，再按逻辑表达式画出的逻辑图中，可能包含有与、或、非门，这种混合各种类型门的电路往往对IC器件(器件内可能包含了多个同类型的门)的利用不充分。而且通常输出

6、端带非的门(如，与非门、或非门等)其速度比输出端不带非的门(如，与门、或门等)要快。为了提高电路的速度，提高器件的利用率，从而减少IC的数量也减少外部的连接线和提高了电路的可靠性，需对从逻辑表达式直接画出的逻辑电路图进行变换，尽可能使其用同一类型的输出端带非的门来实现。例4：半加器的设计⑴列写半加器真值表⑵输出函数⑶逻辑图输入输出被加数A加数B和S进位CO0000011010101101⑷逻辑符号解：半加器真值表将用“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：注：输入变量不提供反变量全加器是实

7、现例5：全加器的设计学生自己利用非门、与门和或非门完成逻辑电路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解：例6：试将8421BCD码转换成余3BCD码8421码余3码B3B2B1B0E3E2E1E0000000011100010100200100101300110110401000111501011000601101001701111010810001011910011100101010ΦΦΦΦ1110

8、11ΦΦΦΦ121100ΦΦΦΦ131101ΦΦΦΦ141110ΦΦΦΦ151111ΦΦΦΦ⑵卡诺图⑴真值表E3E2E1E