数字电路 第 4 章 组合逻辑电路ppt课件.ppt

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1、第4章组合逻辑电路每一个数字信号的处理系统，都包含了许许多多的逻辑电路。一般逻辑电路大致可分为两大类：一类是组合逻辑电路，一类是时序逻辑电路。教学要求（1）掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。（2）掌握常用组合逻辑电路功能器件（模块）的逻辑功能及使用方法。（3）理解常用组合逻辑电路功能器件的工作原理。（4）了解组合逻辑电路中的竞争与冒险现象。定义组合逻辑电路：输出仅由当前输入决定，与电路以前状态无关；电路结构中无反馈环路，无记忆元件。时序逻辑电路：方框图特点(1)从电路结构上看,基本由逻辑门电路组成；(2)不存在反馈，不包含记忆元

2、件(触发器)。从逻辑功能上看,任一时刻的输出仅仅与该时刻的输入有关，与该时刻之前电路的状态无关。即时输入决定即时输出。组合逻辑电路特点:常用组合模块编码器、译码器、加法器、数据选择器、数值比较器、奇偶校验器等。常用组合模块（中规模集成电路）:4.1组合逻辑电路的分析4.1组合逻辑电路的分析4.2组合逻辑电路的设计4.3常用组合模块的功能及应用4.4组合电路中的竞争冒险分析的目的找出给定组合逻辑电路中输出与输入的关系，从而阐明组合逻辑电路的功能。分析的步骤分析组合逻辑电路的目的，是确定已知电路的逻辑功能，其步骤是：①从输入端入手，

3、根据逻辑门电路的逻辑功能，逐级写出各输出端的逻辑函数表达式②化简和变换逻辑表达式③列出真值表④确定逻辑功能。级数的概念级数：从某一输入信号发生变换到引起输出也发生变化所经历的逻辑门的最大数目。通常将输入级作为第一级，顺序推之。(1)(2)例逻辑图逻辑表达式11最简与或表达式化简22从输入到输出逐级写出例最简与或表达式3真值表34电路的逻辑功能当输入A、B、C中有2个或3个为1时，输出Y为1，否则输出Y为0。所以这个电路实际上是一种3人表决用的组合电路：只要有2票或3票同意，表决就通过。4例逻辑图逻辑表达式最简与或表达式BBACB

4、ABYYYYBY2Y1YBAYCBAY+++++=++==++=+=++=213321例真值表用与非门实现电路的输出Y只与输入A、B有关，而与输入C无关。Y和A、B的逻辑关系为：A、B中只要一个为0，Y=1；A、B全为1时，Y=0。所以Y和A、B的逻辑关系为与非运算的关系。电路的逻辑功能4.2组合逻辑电路的设计4.1组合逻辑电路的分析4.2组合逻辑电路的设计4.3常用组合模块的功能及应用4.4组合电路中的竞争冒险设计步骤组合逻辑设计是组合逻辑分析的逆过程，由实际的逻辑问题(即逻辑功能要求)出发，最终得到满足功能要求的最简单组合逻

5、辑电路图。什么是组合逻辑设计？组合逻辑电路设计步骤SSI采用SSI的组合逻辑电路设计首先将逻辑功能要求抽象成真值表的形式。由真值表可以很方便地写出逻辑函数的表达式。在采用小规模器件时，通常将函数化简成最简与-或表达式，使其包含的乘积项最少，且每个乘积项所包含的因子数也最少。最后根据所采用的器件的类型进行适当的函数表达式变换，如变换成与非－与非表达式、或非－或非表达式、与或非表达式等。一、既有原变量又有反变量输入例：有一火灾报警系统，设有烟感、温感和紫外光感三种不同类型的火灾探测器。为了防止误报警，只有当其中两种或两种类型以上的探

6、测器发生火灾探测信号时，报警系统才产生报警控制信号，试设计产生报警控制信号的电路。解：首先，指定变量并编码：（逻辑抽象）设A、B、C分别表示烟感、温感、紫外光感三种探测器的探测信号，为报警控制电路的输入，以1表示高电平，表示有火灾，0表示低电平，表示无火灾；设F为报警控制电路的输出，以1表示高电平，表示有火灾报警，以0表示低电平，表示无火灾报警。例ABCF00000010010001111000101111011111由此可列出真值表：写出表达式：采用与非器件实现画卡诺图并化简采用与非器件实现例画逻辑电路图采用或非器件实现若采用

7、或非器件实现，可将F的与或表达式，变换为或与表达式。或在卡诺图上圈0，直接得或与表达式：例两次求反，得到画逻辑电路图采用与或非器件实现若采用与或非器件实现画逻辑电路图练习练习：设计一个监测信号灯工作状态的逻辑电路。这组信号灯分别为红、黄、绿三盏。点亮状态只允许为红、黄和绿三种之一。其他状态表示电路出现故障。要求电路能够产生故障信号。练习练习二、只有原变量输入，用与非门实现二、只有原变量没有反变量输入，且用与非门实现几个名词:生成项(多余项，添加项）尾部因子：是指每个乘积项中带非号部分的因子为生成项例例在只有原变量，没有反变量输入

8、条件下，用与非门实现函数解用卡诺图对函数进行化简，如图所示化简结果为例两次求反，得若既有原变量，又有反变量输入，则得逻辑电路图:例现在没有反变量输入，所以其逻辑电路如图第1级反相器用来产生反变量，比前一个图多了一级门，为3级门的电路结构例上图所示电路不是最佳结果