数字电路与逻辑设计 4.1 组合电路课件.ppt

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1、第四章组合逻辑电路§4.1小规模组合逻辑电路的分析与设计§4.2中规模组合逻辑器件的分析与应用全加器、数值比较器、编码器、译码器、数据选择器§4.3组合逻辑电路的竞争与冒险本章的教学目标1.掌握组合电路的分析与设计；2.了解通用逻辑模块的设计原理和内部逻辑结构；3.掌握通用逻辑模块及其应用；4.理解组合逻辑电路的竞争与冒险。4.1组合电路的分析和设计组合电路概述组合电路的分析组合电路的设计组合电路概念输入：逻辑关系：Fi=fi(X1、X2、…、Xn)i=(1、2、…、m)组合电路的特点电路由逻辑门构成，不含记忆元件输出与输入间无反馈延迟回路输出与电路原来状态无关输出：X1、

2、X2、…、XnF1、F2、…、Fm一、组合电路概述组合电路某一时刻的输出仅与该时刻的输入有关，而与电路前一时刻的状态无关。4.1组合电路的分析和设计二、组合电路的分析任务：分析已知逻辑电路功能写输出函数式简化函数式真值表描述电路功能已知组合电路公式法图形法分析步骤第一节组合电路的分析和设计例1：试分析图所示逻辑电路的功能。结论：电路为少数服从多数电路，称表决电路。解：（1）逻辑表达式（2）列真值表ABCF00000010010001111000101111011111真值表（3）分析电路的逻辑功能多数输入变量为1，输出F为1；多数输入变量为0，输出F为0例2:分析下列电路，指

3、出逻辑功能解（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。（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”。三、组合电路的设计任务：根据要求设计出实际逻辑电路设计步骤列真值表简化函数式画逻辑图设计要求公式法图形法表达式变换根据设计所用芯片要求真值表ABCF000000100100011110001011110111112由真值表写出逻辑函数表达式：例1用小规模集成器件设计一多数表决电路（3输入1输出）。解：1.根据题意，设A，B，C分别代表三个输入,F为输出,列

4、真值表3利用卡诺图化简，得最简与—或表达式。(1)根据上⑵式画出与非器件组成的逻辑电路。若-⑴式F-（4a提供器件是与非器件，则对上进行逻辑变换，使它的表达式变成与非与非表达式。两次取非）F=AB+AC+BC=ABACBC⑵b若采用或非器器件，则对⑴式进行代数变换，先得到或与式，再对或与式两次求反，变换成或非—或非表达式。F组成的逻辑电路为：定向化简：(1)化简为与非--与非式:F的最简与或式与非--与非式(2)化简为或非--或非式:F的最简或与式或非--或非式(3)化简为最简与或非式:函数非的最简与或式函数的最简与或非式例2在只有原变量输入，没有反变量输入条件下，用与非门实现

5、函数：F=（A，B，C，D）=∑m（4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14）解：用卡诺图对函数进行化简。两次求反的得：不是最佳（最简）结果，化简得例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，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。解：（1）列真值表：（2）由真值表写出各输出的逻辑表达式：（3）根据要求，

6、将上式转换为与非表达式：（4）画出逻辑图。例4：设计一个将余3码变换成8421BCD码的组合逻辑电路。解：（1）根据题目要求，列出真值表：（2）用卡诺图进行化简。（注意利用无关项）化简后得到的逻辑表达式为：（3）由逻辑表达式画出逻辑图。