数字电子技术应用基础 教学课件1 作者 赵景波第3章.ppt

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1、掌握组合逻辑电路的分析方法掌握组合逻辑电路的设计方法掌握编码器、译码器、数据选择器、加法器和数值比较器的功能及应用。了解组合逻辑电路的竞争冒险了解中规模组合逻辑模块及其应用本章学习要求第3章组合逻辑电路3.1组合逻辑电路的分析3.2组合逻辑电路的设计方法3.3编码器3.4译码器3.5数据选择器3.6加法器3.7数值比较器本章大纲3.8知识拓展3.9实验组合逻辑电路功能测试3.10实训1三变量组合逻辑电路设计3.10实训2译码显示电路设计小结习题本章大纲3.1.1组合逻辑电路功能的描述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。组合逻辑电路的输出仅

2、取决于该时刻输入信号状态的组合，而与电路原来的状态无关，其输入输出框图如图所示。3.1组合逻辑电路的分析组合逻辑电路输入输出框图描述组合逻辑函数的逻辑功能，可以采用逻辑图、逻辑表达式、真值表等方法。组合逻辑电路的输出与输入间的逻辑关系可以用一组逻辑函数来表示。3.1.2组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路分析就是找出输入与输出的逻辑关系。其目的是弄清电路的逻辑功能，或为了对逻辑电路进行改进、变换，或为评定电路的性能等。对于任何一个组合逻辑电路，分析的基本步骤如下：由给定的逻辑电路从输入端开始逐级推导出表示输入输出关系的逻辑表达式；化简和变换逻辑表达式；根据化简和变换后

3、的表达式，列出真值表；由真值表分析其实现的逻辑功能并用文字描述；评价原设计电路，改进设计，得到最佳方案。组合逻辑电路的分析步骤如图所示。组合逻辑电路分析步骤上述分析步骤是通用的，而实际在分析中可能有所不同。如有些组合逻辑电路，化简或变换后的逻辑表达式非常简单，能够直接看出其所实现的逻辑功能；若化简或变换后的逻辑表达式仍然比较复杂，特别是有多个输出时，则需要通过真值表进行逻辑功能的分析、判断。【例3-1】分析如图所示逻辑电路的功能。解：1.根据电路写出逻辑表达式。逻辑电路2.列出真值表见表。真值表ABCL1L200000001100101001101100101010

4、111001111113.逻辑功能分析从真值表可以看到，L1为A、B、C三个数相加的和，L2为进位。所以此电路实现了考虑低位进位的一位二进制数的加法功能，这种电路被称为全加器。组合逻辑电路的设计，就是根据给定的设计要求，设计出最佳（或最简）的组合电路。组合逻辑电路有两种情况，一种是以小规模集成电路（SSI）即逻辑门来实现所需的逻辑功能，要求所用门的数目最少，而且各门输入端的数目和电路的级数也最少。另一种是采用中规模集成电路（MSI）如常用集成组件编码器、译码器、数据选择器、数据分配器等来实现所需逻辑功能。本节将介绍采用SSI逻辑门的设计方法，MSI集成组件将在后续章节

5、讲述。组合逻辑电路的设计方法，一般可按如下步骤进行：对给出的逻辑设计问题，进行逻辑抽象，即从逻辑的角度来描述设计问题的因果关系，再根据因果关系确定输入变量和输出变量，依据变量的状态进行逻辑赋值，确定哪种状态用逻辑“0”表示，哪种状态用逻辑“1”表示。根据设计问题的逻辑抽象，列出逻辑真值表。3.2组合逻辑电路的设计方法根据真值表，写出设计问题的逻辑函数表达式。用SSI逻辑门实现组合逻辑设计时，化简逻辑函数表达式，得到最简的逻辑函数表达式；用MSI集成组件实现组合逻辑设计时，应该把逻辑函数表达式变换成与所用器件的逻辑函数式相同或类似的适当形式。按最简或适当形式的逻辑

6、函数表达式画出逻辑电路图。判别和消除竞争冒险现象。组合逻辑电路的设计步骤如图所示。组合逻辑电路的设计步骤【例3-2】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.逻辑问题分析设三人的意见为变量A、B、C，表决结果为函数L。对变量及函数进行如下状态赋值：对于变量A、B、C，设同意为逻辑1，不同意为逻辑0。对于函数L，设事情通过为逻辑1，没通过为逻辑0。2.列出真值表，如表所示。3.由真值表写出逻辑表达式并化简：4.画出逻辑电路如图所示。如果要求用与非门实现该逻辑电路，就应将表达式进行一定变换：真值表ABCL00000010010001111000101

7、111011111则相应逻辑电路如图所示。与或门实现的逻辑电路与非门实现的逻辑电路随着微电子技术的发展，一些数字系统中经常使用的组合逻辑电路，如编码器、译码器、数据选择器、数值比较器、加法器、函数发生器和奇偶校验器等，已有中、小规模的标准化集成产品，不需要我们用门电路设计，并且利用这些MSI可以实现其他功能的逻辑函数。编码是将字母、数字、符号等信息编成一组二进制代码。编码器的功能是将输入信号转换成一定的二进制代码，即实现用二进制代码表示相应的输入信号。常用的编码器有普通编码器和优先编码器两类。3.3编码器3.3.1编码器随着微电子技术的发展，一些数