数电第3章(组合逻辑电路).ppt

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1、第三章组合逻辑电路数字电子技术基础FundamentalsofDigitalElectronicTechnology3.2组合逻辑电路的分析和设计方法3.3若干常用的组合逻辑电路3.4组合逻辑电路中的竞争-冒险现象3.1概述2本章内容提要1.小规模集成电路(SSI)构成组合逻辑电路的一般分析方法和设计方法。2.常用组合逻辑电路的基本工作原理及常用中规模集成（MSI）组合逻辑电路的逻辑功能、使用方法和应用举例。3逻辑电路组合逻辑电路时序逻辑电路现时的输出仅取决于现时的输入除与现时输入有关外还与电路原来的状态有关3.1概述数字电路分类：组合逻辑电路和时序

2、逻辑电路。组合逻辑电路:任意时刻的输出仅仅取决于当时的输入信号，而与电路原来的状态无关。4一.组合逻辑电路的特点电路任一时刻的输出状态只决定于该时刻各输入状态的组合，而与电路的原状态无关。组合电路就是由门电路组合而成，电路中没有记忆单元，没有反馈通路。每一个输出变量是全部或部分输入变量的函数：L1=f1（A1、A2、…、Ai）L2=f2（A1、A2、…、Ai）……Lj=fj（A1、A2、…、Ai）二、逻辑功能的描述53.2组合逻辑电路的分析方法和设计方法分析过程一般包含4个步骤：3.2.1组合逻辑电路的分析方法所谓组合逻辑电路的分析，就是根据给定的逻

3、辑电路图，求出电路的逻辑功能。(1)由逻辑图写表达式；(2)化简表达式；(3)列真值表；(4)描述逻辑功能。6例3.3.1：组合电路如图所示，分析该电路的逻辑功能。解：（1）由逻辑图逐级写出逻辑表达式。为了写表达式方便，借助中间变量P。7（2）化简与变换：（3）由表达式列出真值表。（4）分析逻辑功能：当A、B、C三个变量不一致时，电路输出为“1”，所以这个电路称为“不一致电路”。83.2.2组合逻辑电路的设计方法设计逻辑电路标准---“最简逻辑电路”：器件数量最少、器件种类最少，器件之间的连线最少。与分析过程相反，组合逻辑电路的设计是根据给定的实际逻

4、辑问题，求出实现其逻辑功能的最简单的逻辑电路。设计步骤：(1)分析设计要求，设置输入输出变量并逻辑赋值；(2)列真值表；(3)写出逻辑表达式，并化简；(4)画逻辑电路图。9例1：设计一个三人表决电路，结果按“少数服从多数”的原则决定。解：（1）列真值表：（3）化简。（2）由真值表写出逻辑表达式：10如果，要求用与非门实现该逻辑电路，就应将表达式转换成与非—与非表达式：（德摩根定理）画出逻辑图如图所示。得最简与—或表达式：（4）画出逻辑图。11例2:一火灾报警系统，设有烟感、温感和紫外光感三种类型的火灾探测器。为了防止误报警，只有当其中有两种或两种以上

5、类型的探测器发出火灾检测信号时，报警系统产生报警控制信号。设计一个产生报警控制信号的电路。解：(1)分析设计要求，设输入输出变量并逻辑赋值；输入变量：烟感A、温感B，紫外线光感C；输出变量：报警控制信号Y。逻辑赋值：用1表示肯定，用0表示否定。12(2)列真值表；把逻辑关系转换成数字表示形式；真值表ＡＢＣＹ００００００１００１０００１１１１０００１０１１１１０１１１１１(3)由真值表写逻辑表达式，并化简；化简得最简式：13(4)画逻辑电路图：用一个与或非门加一个非门就可以实现，其逻辑电路图如下图所示。如果作以下变换：用与非门实现.14解：（1）列真值

6、表（简化真值表，三输入应有八种情况，输入变量不独立，是有约束项的逻辑问题）。例3：设计一个电话机信号控制电路。电路有I0（火警）、I1（盗警）和I2（日常业务）三种输入信号，通过排队电路分别从L0、L1、L2输出，在同一时间只能有一个信号通过。如果同时有两个以上信号出现时，应首先接通火警信号（优先级最高），其次为盗警信号，最后是日常业务信号。试按照上述轻重缓急设计该信号控制电路。要求用集成门电路7400（每片含4个2输入端与非门）实现。15（2）由真值表写出各输出的逻辑表达式：（3）根据要求，将上式转换为与非表达式：（4）画出逻辑图。163.3若干常

7、用的组合逻辑电路人们为解决实践上遇到的各种逻辑问题，设计了许多逻辑电路。然而，我们发现，其中有些逻辑电路经常、大量出现在各种数字系统当中。为了方便使用，各厂家已经把这些逻辑电路制造成中规模集成的组合逻辑电路产品。比较常用的有编码器、译码器、数据选择器、加法器和数值比较器等等。下面分别进行介绍。17生活中常用十进制数及文字、符号等表示事物。二进制代码用二进制代码表示文字、符号或者数码等特定对象的过程，称为编码。实现编码的逻辑电路，称为编码器。编码器译码器一般而言，N个不同的信号，至少需要n位二进制数编码。N和n之间满足关系:2n≥N18一、普通二进制编

8、码器3位二进制编码器有8个输入端，3个输出端，所以常称为8线—3线编码器，其功能真值表见下表：（输入为高电平