数字电子技术 教学课件 作者 王仁道 主编 李峰泉 王英楠 副主编 杨永生 主审数字习题第3章.doc

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1、第3章组合逻辑电路49第3章组合逻辑电路3.1基本概念1．组合电路中的主要集成电路单元集成电路单元指的是各种最基本的门电路，用这些基本门电路可构成各种功能较复杂的组合电路和其它集成电路。除了常用的与非门、非门、与或非门、或门、或非门之外，应着重学习三态门、OC门、异或门和同或门。三态门有0态、1态和高阻态，其电路符号的特点是有一个符号“▽”（请注意：在以往的习惯画法中，人们常省去该符号），在功能控制端作用下，它在不工作时，输出状态为高阻，在电路中相当一个无穷大的电阻挂接在总线上，因而不会影响总线上其它电路的正常工作，所以三态门是总线结构中必不可少的

2、门电路。OC门指集电极开路的与非门，其电路符号特点是有一个符号“◇”，它的输出端可通过一个电阻接到电源正端，这个电阻起限流作用，因而多个OC门输出端可以连接在一起，实现“线与”功能。异或门的符号特点是有一个符号“=1”，它完成的功能是两个输入变量不同时出“1”，相同时出“0”，还应注意多个异或门组成的电路通常是“判奇”电路，即输入变量有奇数个“1”时输出为“1”，否则为“0”；二输入变量的异或门的“非”就是同或门，同或门的符号特点是有一个符号“=”。2．组合电路的分析与设计组合电路是相对于时序电路而言的，它的输出完全取决于输入变量的现态值，与电路过

3、去的所谓“历史”状态无关，其分析和设计所使用的主要工具仍是真值表、卡诺图及函数表达式。在分析组合电路时，要十分关注“使能端”的功能。使能端除了在三态门中可使输出为高阻外，对大多数集成电路来说，使能端除了使电路正常工作外，在非正常工作状态下，输出只能是个单一的电平（高电平1或低电平0），不会出现高阻态。对于多余输入端的处理，也是分析与设计中的一个重要问题，应当切记：输入端悬空相当于“1”，接地相当于“0”。第3章组合逻辑电路49对与门、与或门、与非门等“与×门”来说，因其输入变量首先是相“与”的关系，只有使多余端为“1”才不会影响其它输入端的“相与”

4、功能，因而可将多余输入端悬空或接正电源，工程中，为了增强抗干扰性能，常将多余输入端接在正电源上。对或门、或非门等“或×门”，由于其输入端首先是“或”的关系，只有使多余端为“0”才不会影响其它输入端的“相或”功能，因而将多余输入端接地才行。对于组合电路中的险象及其消除方法，只作一般了解即可。【例1】试分析例1图所示的组合电路，并写出输出函数的表达式。例1图解：图（a）中，门（1）为三态非门，使能端由B控制，图中的小圆圈表示：当B=0时，门（1）输出为，故；当B=1时，门（1）输出为高阻状态，对门（2）输入端来说相当于悬空，而悬空可视为“1”，故。由此

5、可用快速法对应B为0、1的两种情况填写出图（a）真值表，再由图（a）卡诺图化简得如果把B为0写成反变量，B为1写成原变量，则未经化简的表达式还可写作，化简后结果相同。图（b）中，应特别注意C为1时门（2）输出高阻，对后级或非门来说相当于1，故C为1对应的F值应为0；而C=0时则因门（2）输出为1，F值也为0，同样可得出图（b）真值表,故有。第3章组合逻辑电路49【例2】某组合电路三个输入变量A、B、C的波形和输出函数的波形如例2图（a）所示，试列出真值表并化简成最简与或式，最后画出用与非门实现该组合电路的逻辑电路图。解：首先应由波形图列出真值表，在

6、列真值表时，左边仍为输入变量A、B、C，该栏目下仍由000——111按自然增长填表，表右边的函数应按波形图不同组合填入0或1，例如A、B、C为000时对应F栏内应填入“0”；ABC为111、001、011、100的对应函数F应填入“1”，最后既未出现“1”又未出现“0”的项即为无关项，在相应的输出函数F栏内应填入“×”，这样就得到如下的真值表用卡诺图（b）化简后得出函数的表达式为由函数表达式可得逻辑电路如图（c）所示。如果输入只有原变量没有反变量时也可用或门实现，电路如图（d）所示。(b)卡诺图化简(c)电路图(d)电路图例2题解图第3章组合逻辑电

7、路493.2本章习题解答【1】分析图3.29（a）、（b）、（c）、（d）、（e），分别写出他们的输出函数表达式。图3.29解：这类题目分析的关键为：输入端接地为“0”、悬空为“1”，故有图（a）：（接地为0）图（b）：图（c）：（悬空为1）图（d）：图（e）：（接地为0）显然有如下结论：“与×门”多余输入端应为“1”或“悬空”；“或×门”多余输入端应为“0”或“接地”，这样才不会影响其它输入端应有的功能。【2】分析图3.30，分别写出C=0和C=1时输出函数F的表达式。图3.30解：图中有一个带有使能端C的三态与非门，请注意这是人们以往的一种习惯

8、画法，并非”国标符号”，今后凡遇到门电路的类似情况都应按三态门处理。由图中的小圆圈看出，控制端为0有效，即当C=0时：当C