数字电子技术 教学课件 作者 胡祥青 何晖 第3章 组合逻辑电路.ppt

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1、第3章 组合逻辑电路编者：胡祥青[本章要点]目的与要求：掌握组合逻辑电路的定义、特点和研究重点、功能描述；掌握组合电路的分析方法和设计方法。重点与难点：组合电路的分析方法和设计方法。3.1概述组合逻辑电路是指在任何时刻的输出状态只取决于这一时刻的输入状态，而与电路的原来状态无关的电路。组合逻辑电路可以有一个或多个输入端，也可以有一个或多个输出端，其示意框图如图3-1所示。在组合电路中，数字信号是单向传递的，即只有从输入到输出的传递，没有从输出到输入的反传递，所以各输出只与各输入的即时状态有关，没有存储记忆功能。生活中电子密码锁，银行取款机等都

2、是组合电路的实例。图3-1组合逻辑电路的框图3.2组合逻辑电路的分析与设计方法3.2.1组合逻辑电路的分析方法1.基本分析方法所谓逻辑分析就是给定逻辑电路，确定逻辑功能。组合逻辑电路的分析步骤是：（1）给定逻辑电路→输出逻辑函数式一般从输入端向输出端逐级写出各个门输出对其输入的逻辑表达式，从而写出整个逻辑电路的输出对输入变量的逻辑函数式。必要时，可进行化简，求出最简输出逻辑函数式。（2）列真值表根据最简输出逻辑函数式，列出函数真值表（3）分析逻辑功能通常通过分析真值表的特点来说明电路的逻辑功能。上述组合逻辑电路的分析过程如图3-2所示。图3

3、-2组合逻辑电路的分析过程2.举例例3-1分析图3-3所示逻辑电路的功能。图3-3例3-1逻辑图解：（1）写出输出逻辑函数表达式（逐级写，并且适当运用公式，变成便于写真值表的与或表达式）：（2）列真值表将、、各种取值组合代入式中，可列出真值表，见表3-1。（3）逻辑功能分析分析以上真值表，可以发现，当三个输入逻辑变量、、取值一致时，电路输出1，否则，电路输出0。这是一个对输入信号取值进行判断的电路，称为“一致判断电路”。表3-1例3-1真值表输入变量输出变量ABCP00010010010001101000101011001111例3-2分析图

4、3-4所示组合逻辑电路的功能。图3-4例3-2逻辑图解：（1）写出该组合逻辑电路的输出逻辑表达式（2）列出真值表，见表3-2。（3）逻辑功能分析分析真值表可知：当四个输入信号中1的个数为奇数时，输出为0；当四个输入信号中1的个数为偶数时，输出为1。所以这是一个四位输入信号的奇偶校验电路。表3-2例3-2真值表输入变量输出变量输入变量输出变量ABCDFABCDF000011000000010100110010010101001111011001000110010101111010011011110001110111113.2.2组合逻辑电路的一

5、般设计方法1.基本设计方法所谓设计就是按设计要求画出逻辑图。设计过程大致如下：（1）逻辑抽象根据要实现的逻辑功能，通过对已知条件的分析，确定输入、输出变量；定义逻辑状态的含义，以二值逻辑的0、1两种状态分别表示输入河输出变量的两种不同的逻辑状态；根据给定逻辑问题的因果关系，列出真值表。（2）写出逻辑表达式根据真值表，求出输出函数的逻辑表达式，并进行变换和化简，得到需要的最简表达式。（3）画出逻辑电路图根据表达式，画出逻辑图，用要求的门电路实现电路功能。整个设计过程如图3-5中的框图所示。图3-5组合逻辑电路的设计过程1.设计举例（1）单输出

6、组合逻辑电路的设计例3-3利用与非门设计一个、、三人表决电路。当表决某个提案时，多数人同意，提案通过，同时A具有否决权。解：1）逻辑抽象。设、、三个人，表决同意时用1表示，不同意时用0表示；为表决结果，提案通过用1表示，通不过用0表示，同时还应考虑具有否决权。由此因果关系，列出真值表，见表3-3。表3-3例3-3真值表输入变量输出变量ABCF000000100100011110001011110111112）写出逻辑表达式。先根据真值表写出逻辑表达式的与或式，因该题要求利用与非门实现，再将表达式化为与非表达式：3）画出逻辑图，如图3-6所示。

7、图3-6例3-3逻辑图例3-4用与非门设计一个交通报警控制电路。交通信号灯有红、绿、黄3种，3种灯分别单独工作或黄、绿灯同时工作时属正常情况，其它情况均属故障，出现故障时输出报警信号。解：设红、绿、黄灯分别用、、表示，灯亮时其值为1，灯灭时其值为0；输出报警信号用表示，灯正常工作时其值为0，灯出现故障时其值为1；根据逻辑要求列出真值表，见表3-4。表3-4例3-4真值表根据真值表写出逻辑函数表达式：化简为用与非门实现，再化为与非表达式由此得逻辑图，如图3-7所示。(2）多输出组合逻辑电路的设计例3-5旅客列车按发车的优先级别依次分为特快、直快

8、和普客3种，若有多列列车同时发出发车的请求，则只允许其中优先级别最高的列车发车。试设计一个优先发车的排队逻辑电路。解：设输入变量为、、，分别代表特快、直快和普客3种