电子技术--数字电路部分 第三章 组合逻辑电路

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1、电子技术数字电路部分第三章组和逻辑电路第三章组和逻辑电路§3.1概述§3.2组合逻辑电路的分析和设计§3.3若干常用组合逻辑电路§3.4用MSI实现组合逻辑函数§3.5组合逻辑电路中的竞争-冒险现象23.1概述一、组合电路的特点=F0（I0、I1…,In-1）=F1（I0、I1…,In-1）=F1（I0、I1…,In-1）1.逻辑功能特点电路在任何时刻的输出状态：*只取决于该时刻的输入状态*而与原来的状态无关。2.电路结构特点(1)输出、输入之间没有反馈延迟电路(2)不包含记忆性元件(触发器)，仅由门电路构成I

2、0I1In-1Y0Y1Ym-1组合逻辑电路二、组合电路逻辑功能表示方法真值表，卡诺图，逻辑表达式，时间图(波形图)三、组合电路分类1.按逻辑功能不同：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2.按开关元件不同：CMOSTTL3.按集成度不同：SSIMSILSIVLSI3.2组合电路的分析方法和设计方法3.2.1组合电路的基本分析方法一、分析步骤逻辑图逻辑表达式化简真值表说明功能分析目的：(1)确定输入变量不同取值时功能是否满足要求；(3)得到输出函数的标准与或表达式，以便用MSI、LSI实现；(4)

3、得到其功能的逻辑描述，以便用于包括该电路的系统分析。(2)变换电路的结构形式(如：与或与非-与非)；逻辑图逻辑表达式11最简与或表达式化简22从输入到输出逐级写出最简与或表达式3真值表34电路的逻辑功能当输入A、B、C中有2个或3个为1时，输出F为1，否则输出F为0。所以这个电路实际上是一种3人表决用的组合电路：只要有2票或3票同意，表决就通过。4逻辑图逻辑表达式例：最简与或表达式真值表用与非门实现电路的输出F只与输入A、B有关，而与输入C无关。F和A、B的逻辑关系为：A、B中只要一个为0，F=1；A、B全为1

4、时，F=0。所以F和A、B的逻辑关系为与非运算的关系。电路的逻辑功能3.2.2组合电路的基本设计方法一、设计步骤逻辑抽象列真值表写表达式化简或变换画逻辑图逻辑抽象：1.根据因果关系确定输入、输出变量2.状态赋值—用0和1表示信号的不同状态3.根据功能要求列出真值表根据所用元器件(分立元件或集成芯片)的情况将函数式进行化简或变换。化简或变换：真值表电路功能描述例：设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路来控制楼梯上的路灯，使之在上楼前，用楼下开关打开电灯，上楼后，用楼上开关关灭电灯；或者在下楼前，用楼上开关打开电灯，

5、下楼后，用楼下开关关灭电灯。设楼上开关为A，楼下开关为B，灯泡为F。并设开关A、B掷向上方时为1，掷向下方时为0；灯亮时F为1，灯灭时F为0。根据逻辑要求列出真值表。1穷举法1实际电路图：2逻辑表达式或卡诺图最简与或表达式化简32已为最简与或表达式4逻辑变换5逻辑电路图用与非门实现用同或门实现3.3若干常用组合逻辑电路3.3.1编码器（Encoder）编码：用文字、符号或者数字表示特定对象的过程（用二进制代码表示不同事物）二进制编码器二—十进制编码器分类：普通编码器优先编码器2n→n10→4或Y1I1编码器Y2

6、YmI2In代码输出信息输入编码器框图1、编码器所谓编码就是赋予选定的一系列二进制代码以固定的含义。n个二进制代码（n位二进制数）有2n种不同的组合，可以表示2n个信号。（1）二进制编码器将一系列信号状态编制成二进制代码。例：用与非门组成三位二进制编码器---八线-三线编码器设八个输入端为I1I8，八种状态，与之对应的输出设为F1、F2、F3，共三位二进制数。设计编码器的过程与设计一般的组合逻辑电路相同：*首先要列出状态表，*然后写出逻辑表达式并进行化简，*最后画出逻辑图。真值表I1I2I3I4I5I6I7I

7、8&&&F3F2F18-3编码器逻辑图在优先编码器中优先级别高的信号排斥级别低的，即具有单方面排斥的特性。设I7的优先级别最高，I6次之，依此类推，I0最低。真值表2、3位二进制优先编码器逻辑表达式逻辑图8线-3线优先编码器如果要求输出、输入均为反变量，则只要在图中的每一个输出端和输入端都加上反相器就可以了。译码是编码的逆过程，即将某个二进制翻译成电路的某种状态。（1）二进制译码器将n种输入的组合译成2n种电路状态。也叫n---2n线译码器。译码器的输入：一组二进制代码译码器的输出：一组高低电平信号3.3.2译

8、码器（Decoder）一、二进制译码器(BinaryDecoder)输入n位二进制代码如：2线—4线译码器3线—8线译码器4线—16线译码器A0Y0A1An-1Y1Ym-1二进制译码器……输出m个信号m=2n1、3位二进制译码器(3线–8线)真值表函数式A0Y0A1A2Y1Y73位二进制译码器…0000000100000010000001000000100000010000001000