数字电子技术教学课件陈仲林第3章 组合逻辑电路.ppt

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1、第3章组合逻辑电路学习要点：组合电路的分析方法和设计方法竞争与冒险的检查与消除方法第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3.3组合电路中的竞争与冒险退出3.1组合逻辑电路的分析3.1.1组合逻辑电路的基本特点3.1.2组合逻辑电路的分析方法退出组合电路：输出仅由输入决定，与电路当前状态无关；组合电路的特点：（1）没有反馈延迟通路。（2）不含有记忆元件。（3）输入变量一旦确定，输出状态是唯一的且被确定。（4）输出状态不影响输入状态，电路的历史状态也不影响输出状态。3.1.

2、1组合逻辑电路的基本特点3.1.2组合逻辑电路的分析方法逻辑图逻辑表达式11最简与或表达式化简22从输入到输出逐级写出例3-1：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Y为1，否则输出Y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3-2：最简与或表达式真值表用与非门实现电路的输出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：A、B中只要一个为0，Y=1；A、B全为1时，Y=0。所

3、以Y和A、B的逻辑关系为与非运算的关系。电路的逻辑功能真值表电路功能描述3.2组合逻辑电路的设计例3-3：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，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Y。并设A、B闭合时为1，断开时为0；灯亮时Y为1，灯灭时Y为0。根据逻辑要求列出真值表。112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

4、非门实现用异或门实现真值表电路功能描述例3-4：用与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重比赛有3个裁判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃完全举上的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮来确定。只有当两个或两个以上裁判判明成功，并且其中有一个为主裁判时，表明成功的灯才亮。设主裁判为变量A，副裁判分别为B和C；表示成功与否的灯为Y，根据逻辑要求列出真值表。1122逻辑表达式3卡诺图最简与或表达式化简45逻辑变换6逻辑电路图3化简4111Y=AB+AC563.3组合电路中的竞争与冒险3.3.2竞争与冒险的检查

5、与消除方法退出3.3.1竞争与冒险产生的原因3.3.1竞争与冒险产生的原因在实际的电路中，由于从输入到输出存在不同的通路，而这些通路上门电路的级数不同，或者电路平均延迟时间有差异，从而使信号经不同通路传输到输出级所需的时间不同，这种时差现象称为竞争。在实际工程中，常需要考虑排除这些情况，使电路能可靠工作。竞争现象可能会使电路输出干扰脉冲（电压毛刺），造成系统中某些环节误动作，这种现象称为冒险。干扰信号产生竞争冒险的原因：主要是门电路的延迟时间产生的。根据出现的尖脉冲的极性，冒险可分为偏“1”冒险和

6、偏“0”冒险3.3.2竞争与冒险的检查与消除方法1．冒险现象的判别（1）代数法。首先找出具有竞争能力的变量，然后逐次改变其他变量，判断是否存在冒险，是何种冒险。例3-5:偏“1”冒险：偏“0”冒险：是否存在冒险现象。解：由函数可以看出变量A具有竞争能力，且当时,将产生偏“1”冒险。判断（2）卡诺图法。在函数卡诺图中，凡是存在卡诺圈相切而不相交的情况，都存在竞争冒险现象。有圈相切，则有竞争冒险（3）实验法判断（4）使用计算机辅助分析手段判断2．冒险现象的消除（1）增加多余项增加冗余项，消除竞争冒险（

7、2）增加选通电路（3）利用滤波电路本章小结①组合电路的特点：在任何时刻的输出只取决于当时的输入信号，而与电路原来所处的状态无关。实现组合电路的基础是逻辑代数和门电路。②组合电路的逻辑功能可用逻辑图、真值表、逻辑表达式、卡诺图和波形图等5种方法来描述，它们在本质上是相通的，可以互相转换。③组合电路的设计步骤：逻辑图→写出逻辑表达式→逻辑表达式化简→列出真值表→逻辑功能描述。④组合电路的设计步骤：列出真值表→写出逻辑表达式或画出卡诺图→逻辑表达式化简和变换→画出逻辑图。在许多情况下，如果用中、大规模集

8、成电路来实现组合函数，可以取得事半功倍的效果。