组合逻辑电路分析仿真.doc

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1、组合逻辑电路的分析与仿真秦瑜（学号：20121105488）（物理与电子信息学院12级电子信息工程班，内蒙古呼和浩特010022）指导老师：刘淑琴摘要：本文是对组合逻辑电路进行分析，分析组合电路的特点、功能以及表示方法，最后对组合逻辑电路的一个仿真。方法是通过对组合逻辑电路的仿真成功，实验是利用集成片以及现有的实验设备进行分析，了解其特点、功能。从而对组合逻辑电路有一个全新的认识。关键词：组合逻辑电路；分析；仿真；功能；特点中图分类号：TN79文献标志码：B1引言组合逻辑电路作为数字电路中两大逻辑电路之一，在

2、数字电路中有着重要的作用，对组合逻辑电路的分析和设计是数字电路学习过程的重点内容。为缩短理论与实践的距离，提高灵活应用数字元器件的能力，组合逻辑电路通常有四步，设计完成画出符合功能要求的逻辑图，一般是把其转换成TTL与非门形式的逻辑图。然后研究用多少个，何种逻辑门、译码器、数据选择器，怎么实现组合逻辑电路。实践证明，只要把逻辑电路与选择实现功能器件相互对应输入输出的关系研判准确，就能按要求实现所设计电路的逻辑功能，减少器件数目，降低成本，提高电路的可靠性。2组合逻辑电路的特点组合电路是由逻辑门（表示的数字器件

3、）和电子元件组成的电路，电路中没有反馈，没有记忆元件。组合电路任一时刻的输出状态仅取决于该时刻各输入的状态组合，而和时间变量无关。从电路结构上看，组合电路是由常用门电路组合而成的，其中既无从输出到输入的反馈连接，也不包含可以存储信号的信号的记忆元件。其实，门电路也是组合电路，只不过因为它们的功能和电路结构都特别简单，所以使用中仅将其当做基本逻辑单元处理罢了。3组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析：由给定的组合逻辑电路图出发，分析其逻辑功能，求出输出函数的逻辑作用。即求出逻辑表达式和真值表。分析方法如下：推导逻

4、辑电路输出函数的逻辑表达式并化简。首先将逻辑图中各个门的输出都标上字母，然后从输入级开始，逐级推导出各个门的输出函数；由逻辑表达式建立真值表。作真值表的方法是首先将输入信号的所有组合列表，然后将各组合代入输出函数得到输出信号值；分析真值表，判断逻辑电路的作用，说出给定电路的基本功能。分析的目的或者是为了确定输入变量不同取值时功能是否满足要求；或者是为了变换电路的机构形式，例如将与或结构变换成与非-与非结构等；或者是为了得到输出函数的标准与或表达式，以便用中、大规模集成电路实现之；或者是为了在分析包括该电路的系

5、统时，利用其功能的逻辑描述。分析一般包括四个步骤：图1分析步骤框架图4分析举例4.1分析例题一个双输入端、双输出端的组合逻辑电路如下图所示，分析该电路的功能。图2组合逻辑电路解：（1）由逻辑图写出逻辑表达式，并进行化简和变换：（2）列写真值表如下：表1真值表输入输出ABSC0000011010101101（3）分析真值表可知，A,B都是0时，S为0，C也为0；当A,B有1个为1时，S为1，C为0；当A,B都是1时，S为0，C为1.这符合两个1位二进制数相加的原则，即A,B为两个加数，S是它们的和，C是向高位的

6、进位。这种电路可用于实现两个1位二进制数的相加，实际上它是运算器中的基本单元电路，称为半加器。对于比较简单的组合逻辑电路，有时也可用画波形图的方法进行分析。为了避免出错，通常是根据输入波形，逐级画出输出波形，最后根据逻辑图的输出端与输入端波形之间的关系确定功能。用画波形图的分析法对以上两个例题的分析结果分别如图所示。图3波形图4.2试分析如图所示组合电路的逻辑功能。图4逻辑电路图解：根据组合逻辑电路分析步骤：（1）图4有四个输入变量A、B、C、D，一个输出变量Y；根据图写出Y的逻辑表达式。（2）列出Y与A、B

7、、C、D关系的真值表，如表由于Y的逻辑表达式不能再化简，表2真值表（3）根据真值表说明组合电路功能。从表中，我们可以看出，当输入变量A、B、C、D中奇数个变量为逻辑1时，输出变量Y等于1，否则Y输出为0，所以图中电路是输入奇数为1校验器。4.3某雷达站有3部雷达A、B、C，其中A和B功率消耗相等，C的消耗功率是A的两倍。这些雷达由两台发电机X、Y供电，发电机X的最大输出功率等于雷达A的功率消耗，发电机Y的最大输出功率是雷达A和C的功率消耗总和。要求设计一个组合逻辑电路，能够根据各雷达的启动、关闭信号，以最省电

8、的方式开、停电机。解：根据组合逻辑电路的设计步骤：（1）确定输入变量个数为3个，输出变量个数2个；（2）输入变量为A、B、C，设定雷达启动状态为逻辑1，雷达关闭为逻辑0；输出变量为X、Y，设定电机开状态为逻辑1，关状态为逻辑0；（3）根据输入与输出变量的逻辑关系，列真值表。表3真值表（4）根据真值表，直接画卡诺图进行化简。卡诺图如图所示。图5卡诺图（5）写出最简表达式（6）根据最简表达式画出逻辑电路