数字电路与逻辑设计 教学课件 ppt 作者 第二版 教学课件 ppt 作者 胡锦 第三章 组合逻辑电路.ppt

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1、学习目标：本章介绍组合逻辑电路的分析和设计方法、编码器、译码器、加法器、数值比较器、数据选择器和数据分配器、组合逻辑电路的竞争冒险。重点与难点：组合逻辑电路的设计方法，典型中小规模集成组合逻辑器件的应用。学习要求：掌握组合逻辑电路的分析与设计方法，典型中小规模组合逻辑器件的原理及应用，理解竞争冒险的产生原因、识别及消除方法，了解常用显示器件。3.1概述目录3.2编码器和译码器3.3加法器和数值比较器3.4数据选择器和数据分配器3.5组合逻辑电路中的竞争冒险本章小结组合逻辑电路函数表达式的形式逻辑电路组合逻辑电路时序逻辑电路3.1概述研究组合电路的任务：1.分析：对已给

2、定的组合电路分析其逻辑功能。2.设计：根据逻辑命题的需要设计组合电路。3.应用：掌握常用典型组合电路的逻辑功能，选择和应用到工程实际中去。3.1.1组合逻辑电路的分析分析步骤：1.写表达式：一般方法是从输入到输出逐级写出逻辑函数表达式。2.化简：利用公式法或图形法进行化简，得出最简函数表达式。3.列真值表：根据最简函数表达式列出函数真值表。4.功能描述：判断该电路所完成的逻辑功能，作出简要的文字描述，或进行改进设计。分析如图逻辑电路的逻辑功能。[例3.1.1]解：（1）写函数表达式L=M=N=（2）化简Y==卡诺图化简得：Y=或Y=（3）列真值表（4）由真值表可知，这

3、是一个电路无反变量输入的三变量非一致电路。[例3.1.2]分析如图逻辑电路。3.列真值表（略）1.写函数表达式P=ABQ=A+CR=BCS=ABA+CY=R+S=BC+AB·A+C2.化简公式化简可得Y=4.功能描述：二变量的异或电路，由Y的表达式，原电路的输入变量只需B、C两个变量，一个异或门即可。===改进设计3.1.2组合逻辑电路的设计设计步骤：1.根据设计的逻辑要求列真值表；2.根据真值表写出函数表达式；3.化简函数表达式或作适当形式的变换；4.画出逻辑图。设计过程：列真值表时应注意：①输入、输出变量是什么？②0、1代表的含义是什么？③输入输出之间的关系是什么

4、？设两个一位二进制数为x1和y1，试列出x1＞y1真值表。当x1=1，y1=0时，F（x1,y1）=1，其余情况F（x1,y1）=0。[例3.1.3]解：输入变量为x1和y1，输出变量设为F（x1,y1）；逻辑变量0、1在输入输出变量中表示一位二进制数，输出变量F（x1,y1）=1表示x1＞y1，否则为0；设x和y是两个两位的二进制数，其中x=x1x2，y=y1y2。试列出x＞y真值表。解：输入变量：x1，x2，y1，y2，，输出变量：F[例3.1.4]比较两个数的大小，先从高位开始，即先比较x1，y1，如果x1=1，y1=0，则x＞y，即F=1；反之，x1=0，y1

5、=1，则x＜y，即F=0；只有当x1=y1时，才需要比较x2，y2，当x2＞y2时，x＞y成立，即F=1。部分真值表[例3.1.5]设计一个举重裁判表决器。设举重比赛有三个裁判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃完全举上的裁决由每一裁判按一下自己面前的按钮来确定。只有当两个以上裁判（其中必须有主裁判）判明成功时，表示“成功”的灯才亮。试列出此逻辑问题的真值表。解：设输入变量：主裁判为A，副裁判分别为B和C，按下按钮为1，否则为0；ABCF00000010010001101000101111011111输出变量：表示成功与否的灯为F，灯亮为1，不亮为0。依题意，可列出真值表。

6、[例3.1.6]设计一个操作码形成器，如图所示。当按下＋、－、×各个操作键时，要求分别产生加法、减法和乘法的操作码01、10和11。解：三个输入：＋、－、×三个按键，分别用变量A、B、C来表示；ABCF1F20000000101010××01110100××101××110××11111在正常操作下，A、B、C三变量取值组合中最多只允许一个变量取值为1，其余情况就作随意项处理。输出函数为F1和F2，当按下某一键时，相应输入变量的取值为1；否则，取值为0。用A、B两泵对矿井进行抽水。当水位在H以上时，A、B两泵同时开启；当水位在H以下M以上时，开启A泵；当水位在M以下L

7、以上时，开启B泵；而水位在L以下时，A、B两泵均不开启。试列写控制A、B两泵动作的真值表。解：输入变量：H、M、L，当水高于某一水位时，相应的变量取值为1，否则为0。如当H=0、M=1、L=1时表示水位在H以下、M以上、L以上，即在H、M之间，此时，A泵开启，即A=1，B=0；……[例3.1.7]输出变量：A、B，当泵开启时取值为1，否则为0。3.1.3组合逻辑电路设计举例[例3.1.8]试设计一个半加器（1）根据逻辑要求列真值表ABSHCH0000011010101101（2）由真值表写出函数表达式：SH=AB+ABCH=AB（3）化简：SH，CH