数字电子技术 教学课件 ppt 作者 黄洁PPT 第3章 组合逻辑电路.ppt

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1、第3章组合逻辑电路知识目标•掌握组合逻辑电路的特点•掌握常用组合逻辑器件（编码器、译码器、数据选择器/数据分配器、数值比较器、加法器）的概念和特点技能目标•会对组合逻辑电路进行分析，判断其逻辑功能；•能够对组合逻辑电路进行设计，画出其逻辑电路图；•能根据集成芯片的功能表或时序图获悉芯片的功能、使用和引脚的接法；•能够对组合逻辑电路进行检测。任务分析任务晶体三极管β值分选电路用电压比较器和译码器构成晶体三极管β值四档分选电路，β值分选范围为：<100、100～200、200～300以及>300。三档分选可利用窗口比较器来实现

2、；而N档分选，除了采用N-1个比较器外，还需要用译码器将比较结果转换成字段的显示组合，用数码管将分选结果显示出来。任务设计任务实现组合电路在某一时刻的稳定输出,仅仅取决于该时刻各个输入信号的取值组合，而与电路的原态无关。3.1组合逻辑电路的分析与设计3.1.1概述组合电路的特点电路不含记忆单元。输入到输出之间没有反馈回路。组合电路在结构上是由各门电路组成的，常用的中规模集成组合电路一般设有扩展端和使能端。组合电路的描述方法主要有逻辑表达式、真值表、卡诺图和逻辑图等。组合逻辑电路的分析就是根据给定的逻辑电路图，通过分析得到其

3、逻辑功能。分析步骤写逻辑式列真值表分析并描述逻辑功能已知逻辑图化简逻辑函数3.1.2组合逻辑电路的分析例题说明例：分析下图所示逻辑电路的逻辑功能。（1）写出逻辑式：（2）化简逻辑函数（3）列出逻辑真值表同或逻辑（4）分析得出逻辑功能AB001010100111☉AB=1F组合逻辑电路的设计就是根据给出的实际逻辑问题求出实现这一关系的逻辑电路。设计步骤写出逻辑式并化简画逻辑图已知逻辑要求列真值表逻辑抽象验证是否会产生竞争冒险,如有,则修正3.1.3组合逻辑电路的设计[例]有三个班学生上自习，大教室能容纳两个班学生，小教室能容

4、纳一个班学生，设计两个教室是否开灯的逻辑控制电路，要求如下：解：(1)分析设计要求，列出真值表确定输入、输出变量的个数，根据题目要求，设输入变量为A、B、C分别表示三个班学生是否上自习，1表示上自习，0表示不上；输出变量L和S分别表示大教室、小教室的灯是否亮，1表示亮，0表示不亮。列出真值表如右表所示。(1)一个班学生上自习，开小教室的灯；(2)两个班上自习，开大教室的灯；(3)三个班上自习，两个教室都开灯。ABCLS0000010100111001011101110001011001101011(2)利用卡诺图化简L和S

5、，得最简表达式(3)画逻辑图竞争和冒险组合电路中，若某个变量通过两条以上途径到达输入端，由于每条路径上的延迟时间不同，到达逻辑门的时间就有先有后，这种现象称为竞争。由于竞争，就有可能使真值表描述的逻辑关系受到短暂的破坏，在输出端产生错误结果，这种现象称为冒险。3.1.4组合逻辑电路的竞争与冒险1)竞争冒险现象及其产生原因产生竞争冒险的原因在组合电路中，当输入信号的状态改变时，输出端可能会出现不正常的干扰信号，使电路产生错误的输出，这种现象称为竞争冒险。产生竞争冒险的原因：主要是门电路的延迟时间产生的。干扰信号冒险的分类当逻

6、辑函数中有形式出现，就会产生低电平窄脉冲，这种冒险称为“0”型冒险。当逻辑函数中有形式出现，就会产生高电平窄脉冲，这种冒险称为“1”型冒险。判断冒险的方法1.代数法2.卡诺图法卡诺图中的卡诺圈相切则有竞争冒险，当卡诺圈相交或相离时均无竞争冒险产生。2)竞争冒险的消除如果逻辑函数在一定条件下可以简化成或这两种形式时，则该组合逻辑电路存在冒险现象。例1:判断下列逻辑函数式是否存在冒险现象。解：逻辑函数式中C有原变量和反变量，改变A、B的取值判断是否出现冒险。当A=0，B=0时，Y=0，没有冒险；当A=1，B=1时，有“0”冒险

7、。因此，会出现“0”型冒险。代数法当A=1，B=0时，Y=C，没有冒险；当A=0，B=1时，Y=C，没有冒险；例2:判断下列逻辑函数式是否存在冒险现象。解：因此，会出现“0”型冒险。卡诺图法画出相应的卡诺图两个圈相切因为窄脉冲一般是几十纳秒，所以在输出端与地之间接入一个几百皮法的电容，就可把窄脉冲吸收掉。2.修改逻辑设计1.接滤波电容消除竞争冒险的方法即增加冗余项反映在卡诺图中，就是将原来相切的两个卡诺圈再用一个卡诺圈链起来将上例中的逻辑函数增加冗余项AB，变换为那么，当A=1，B=1时，Y会始终为1，不会因C的变化引起冒

8、险。例：判断下式是否存在竞争冒险，若有，则消除之。有圈相切，则有竞争冒险增加冗余项，消除竞争冒险编码将具有特定含义的信息编成相应二进制代码的过程。实现编码功能的电路编码器(即Encoder)被编信号二进制代码编码器3.2编码器编码器二进制编码器二-十进制编码器一般编码器优先编码器优先编码器一般编码器（1