数字电路与逻辑设计 教学课件 作者 邹虹 第3章-组合逻辑电路.ppt

《数字电路与逻辑设计 教学课件 作者 邹虹 第3章-组合逻辑电路.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第3章组合逻辑电路数字逻辑电路按其逻辑功能的不同特点一般可分为两类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路(CombinationLogicCircuit)由若干个逻辑门组成，电路中只有从输入端到输出端的直接通路，没有从输出端到输入端的反馈支路。组合逻辑电路的结构特点，组合逻辑电路具有的逻辑特点是：任何时刻组合逻辑电路的输出仅仅取决于当时的输入信号，而与该时刻输入信号作用之前电路的历史状态无关，电路没有记忆功能，即输出仅是输入变量的函数。组合逻辑电路可以用图3-1的框图来表示。用传统方法分格和设计组合

2、逻辑电路3.1中规模组合逻辑电路3.2规模集成器件实现组合逻辑电路3.3组合逻辑电路中的竞争冒险现象3.43.1用传统方法分析和设计组合逻辑电路3.1.1组合逻辑电路分析1.组合逻辑电路分析目的组合逻辑电路的分析，给指定电路找出输入变量与输出变量之间的逻辑关系，概括电路的逻辑功能。2.组合逻辑电路分析步骤组合逻辑电路的分析，通常按以下步骤进行：(1)由给定组合逻辑电路的逻辑图，从输入端开始，依据各逻辑门的逻辑功能逐级写出逻辑函数表达式，直至写出输出端的逻辑函数表达式；(2)将已得到的输出函数表达式简化

3、成最简与或表达式，或视具体情况变换成其它适当的形式；(3)根据最简与或表达式列出真值表；(4)根据真值表，进行分析并概括出给定组合逻辑电路的逻辑功能。3.分析举例【例3-1】分析图3-2所示电路的逻辑功能。解为方便地逐级写出表达式，可先在图3-2中标注中间输出变量P1，P2和P3；第一步逐级写逻辑函数表达式第二步简化为最简与或表达式第三步列真值表。根据最简与或表达式，列出真值表，如表3-1所示。第四步概括逻辑功能。由真值表可以归纳出：当输入A、B、C中的1的个数小于两个时，输出P为1，否则为0。【例3-

4、2】试分析图3-3(a)所示逻辑电路的逻辑功能，要求写出输出表达式，列出真值表，总结功能。解第1步：逐级写逻辑函数表达式第2步：简化为最简与或表达式第3步：列出真值表如表3-2所示表3-2例3-2的真值表输入ABC输出F00010010010001101001101011001111第4步：总结电路的逻辑功能。由真值表可知，仅当输入A，B，C全为0或全为1时，输出F才为1；否则F为O。即，当3个输入变量的值完全一致时，输出为1，否则输出为O。因此，通常称该电路为“不一致电路”。3.1.2组合逻辑电路设计

5、1.组合逻辑电路设计任务2.组合逻辑电路设计步骤组合逻辑电路设计的一般步骤如下：(1)在分析设计任务对逻辑功能要求基础上，准确定义输入逻辑变量和输出逻辑变量，并列出真值表；(2)根据真值表写出逻辑函数表达式，并将其按设计要求化简和变换成某种最简形式；(3)根据最简表达式，画出逻辑图；(4)实验验证。3.设计举例【例3-3】表决提案时多数赞成，则提案通过，试用与非门设计一个三人表决器电路。解(1)定义输入、输出变量，并列真值表：设输入变量为A、B、C分别表示三个参与表决者是否赞成；设输出变量为P表示提案是

6、否通过，根据题意可列出真值表，如表3-3所示。表3-3例3-3的真值表输入ABC输出P00000010010001111000101111011111(2)根据真值表写出输出的最简与—或表达式，并变换成与—非表达式：利用图3-4所示卡诺图，求输出P的最简与—或表达式：P=AB+BC+AC对上式两次求反，变换表达式为与非—与非表达式图3-4例3-3卡诺图(3)画逻辑图：根据得到的与非—与非表达式，画出逻辑图如图3-5所示。图3-5例3-3逻辑图(4)实验验证：按图3-5所示搭接好电路，再根据真值表逐行设置

7、输入变量A、B、C，并测量对应的输出P值，若完全吻合，则得以验证。因本例无特殊要求，选用TTL器件或CMOS器件均可。到此，设计完成。本例中，若要求用或非门和与或非门来设计表决电路，则需要从卡诺图得到最简或与表达式，再适当变换表达式即可。用或非门实现的逻辑函数为用与或非门实现的逻辑函数为图3-6用或非门、与或非门实现例3-3电路3.2常见中规模组合逻辑电路3.2.1编码器1.8421BCD编码器图3-158421BCD编码器2.8线-3线优先编码器CT74148图3-168线－3线优先编码器CT7414

8、8CT74148的功能特点：①编码输入～低电平有效，编码输出～为反码输出；②编码输入～中，按脚标数字大小设置优先级，的优先级最高，依次降低，的优先级最低。③控制输入端(选通输入端)的功能是：只有在=0的前提下，编码器才能正常编码，若=1，则表明该芯片未被选中，编码输出、和全部为1；④选通输出端和扩展端主要用于功能扩展，其功能是：当=1时，无论编码输入～为何值，则始终有==1，表明本编码器芯片不接收编码输入。当=0时，若无编码输入(即～全部为