《數(shù)字電路與數(shù)字邏輯》第四章

1、1/12/2022編輯ppt1 組合邏輯電路習(xí)題一、組合邏輯電路的基本概念 二、SSI構(gòu)成的組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)三、MSI組合邏輯電路的工作原理及應(yīng)用 四、組合邏輯電路中的競爭和冒險(xiǎn)五、習(xí)題講解1/12/2022編輯ppt2 4.14 (1) (4) 4.7 (3) 4.15 (1) 例1 1/12/2022編輯ppt3一、組合邏輯電路的基本概念 1.定義 2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (1) 電路由邏輯門構(gòu)成，不含記憶元件； (2) 輸入信號(hào)是單向傳輸?shù)模娐分胁缓答伝芈罚?3.功能描述 真值表；表達(dá)式；卡諾圖；電路圖；波形圖 1/12/2022編輯ppt4二、SSI構(gòu)成的組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)1.

2、分析步驟 (1)從輸入端開始，逐級推導(dǎo)出函數(shù)表達(dá)式 ;(2)列真值表 (3)確定邏輯功能 2.設(shè)計(jì)步驟 (1)列真值表；(2)寫最簡表達(dá)式； (3)畫邏輯電路1/12/2022編輯ppt5三、MSI組合邏輯電路的工作原理及應(yīng)用 1.功能表、簡化邏輯符號(hào)(1) 用二進(jìn)制譯碼器設(shè)計(jì)組合邏輯電路 (2) 用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)組合邏輯電路 1/12/2022編輯ppt62.邏輯冒險(xiǎn)、功能冒險(xiǎn)的檢查 四、組合邏輯電路中的競爭和冒險(xiǎn)1.競爭和冒險(xiǎn)的概念 (1) 1型冒險(xiǎn)和0型冒險(xiǎn)； (2) 邏輯冒險(xiǎn)和功能冒險(xiǎn) ； 1/12/2022編輯ppt7123456ABCD654321DCBATitleNumberRe

3、visionSizeBDate:3-Mar-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:=1=11&1BCAFF12圖 P 4.2 五、習(xí)題講解 分析圖P4.2電路的邏輯功能。 1/12/2022編輯ppt8解：(1)從輸入端開始，逐級推導(dǎo)出函數(shù)表達(dá)式 F1 = A B CF2 = A(B C) + BC = A BC + ABC + ABC + ABC(2)列真值表 1/12/2022編輯ppt9A B CF1 F20 0 00 00 0 11 10 1 01 10

4、1 10 11 0 01 01 0 10 01 1 00 01 1 11 1(3)確定邏輯功能 假設(shè)變量A、B、C和函數(shù)F1、F2均表示一位二進(jìn)制數(shù)，那么，由真值表可知，該電路實(shí)現(xiàn)了全減器的功能。1/12/2022編輯ppt10A、B、C、F1、F2分別表示被減數(shù)、減數(shù)、來自低位的借位、本位差、本位向高位的借位。ABCF1F2被減數(shù) 減 數(shù) 借 位 差 1/12/2022編輯ppt11 設(shè)ABCD是一個(gè)8421BCD碼，試用最少與非門設(shè)計(jì)一個(gè)能判斷該8421BCD碼是否大于等于5的電路，該數(shù)大于等于5，F(xiàn)= 1；否則為0。解：(1)列真值表1/12/2022編輯ppt12A B C DF0 0

5、 0 000 0 0 100 0 1 000 0 1 100 1 0 000 1 0 110 1 1 010 1 1 11A B C DF1 0 0 011 0 0 111 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 11/12/2022編輯ppt13(3)畫邏輯電路，如下圖所示：(2)寫最簡表達(dá)式AB CD 111011111010010110100F = A + BD + BC = A BD BC1/12/2022編輯ppt14123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:3-Mar-2002 Sheet

6、 of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:&DBCAF&題4.4 圖 1/12/2022編輯ppt15F = A + BD + BC = A B D C= A + B ( D + C )= A + B D C 1/12/2022編輯ppt16 在雙軌輸入條件下用最少與非門設(shè)計(jì)下列組合電路： )10, 7 , 4 , 0()12, 9 , 8 , 6 , 5 , 2(),()3(mDCBAF解：函數(shù)的卡諾圖如下所示：AB CD 1110111110110010110100F = A

7、BC+CD+AB+AD = ABCCDABAD 1/12/2022編輯ppt17畫邏輯電路，如下圖所示：123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:3-Mar-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:&AAABBCCDDF題4.7 (3) 圖 1/12/2022編輯ppt18 試用74138設(shè)計(jì)一個(gè)多輸出組合網(wǎng)絡(luò)，它的輸入是4位二進(jìn)制碼ABCD，輸出為： F1 ：ABCD是4的倍數(shù)。 F2 ：ABCD比2大。 F

8、3 ：ABCD在811之間。 F4 ：ABCD不等于0。1/12/2022編輯ppt19解：由題意，各函數(shù)是4變量函數(shù)，故須將74138擴(kuò)展為4-16線譯碼器，讓A、B、C、D分別接4-16線譯碼器的地址端 A3 、A2 、A1 、A0 ，可寫出各函數(shù)的表達(dá)式如下：)12, 8 , 4 , 0(),(1mDCBAF= m0 m4 m8 m12= Y0 Y4 Y8 Y121/12/2022編輯ppt20)11,10, 9 , 8(),(3mDCBAF04),(mDCBAF= m8 m9 m10 m11)2 , 1 , 0(),(2mDCBAF= m0 m1 m2= Y0 Y1 Y2= Y8 Y9

9、 Y10 Y11= Y01/12/2022編輯ppt21實(shí)現(xiàn)電路如下圖所示： 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:4-Mar-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By: Y Y Y Y Y Y Y YAAAEEE0112A012345677413822B Y Y Y Y Y Y Y YAAAEEE0112A012345677413822B&0001ABCDF1F2F3F44131/12/2022編輯ppt2

10、2 試用74151實(shí)現(xiàn)下列函數(shù)： 。)7 , 4 , 2 , 1 (),() 1 (mDCBAF。)8 , 7()14,13,12, 3 , 0(),()4(mDCBAF解：(1) 函數(shù)有4個(gè)輸入變量 ，而74151的地址端只有3個(gè)，即A2 、A1 、A0 ，故須對函數(shù)的卡諾圖進(jìn)行降維，即降為3維。1/12/2022編輯ppt2310111101110010110100ABCD 00001DDDD010110100ABCD6D7D5D41D2D3D1D0010110100A2A1A0D0 = D3 = D, D1 = D2 = D, D4 = D5 = D6 = D7 = 0 令A(yù)=A2 、B

11、=A1 、 C=A0 則：1/12/2022編輯ppt24相應(yīng)的電路圖如下所示： 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:4-Mar-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By: D D D D013412 D74151 D A A A20 EN Y567DDABCFDD1/12/2022編輯ppt25(4) 函數(shù)有4個(gè)輸入變量 ，而74151的地址端只有3個(gè)，即A2 、A1 、A0 ，故須對函數(shù)的卡諾圖進(jìn)行降維，即降為

12、3 維。101111101110010110100ABCDD6D7D5D41D2D3D1D0010110100A2A1A0 1D00100DD010110100ABC1/12/2022編輯ppt26D0 = D7 = D, D1 = D, D2 = D3 = D4 = D5 = 0。 D6 = 1, 相應(yīng)的電路圖如右圖所示： 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:4-Mar-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:

13、 D D D D013412 D74151 D A A A20 EN Y567DDABCFDDD14.14 (4)令A(yù)=A2 、B=A1 、C=A0 則：1/12/2022編輯ppt27 用74153實(shí)現(xiàn)下列函數(shù)： 。)15, 7 , 4 , 2 , 1 (),() 1 (mDCBAF解：(1) 函數(shù)有4個(gè)輸入變量 ，而74153的地址端只有2個(gè)，即 A1 、A0 ，故須對函數(shù)的卡諾圖進(jìn)行降維，即降為 2 維。1/12/2022編輯ppt28101111101110010110100ABCD0C D0C D0CD11ABD2D00D10D311A1A0 0D001DDDD010110100AB

14、C1/12/2022編輯ppt29D0 = C D, D1 =C D, D2 = 0, D3 = CD, 令A(yù)=A1 、B=A0 ， 則：相應(yīng)的電路圖如下圖所示： 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:5-Mar-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By: YAADENDD012301D7415312_AB=1=&FCD1/12/2022編輯ppt30 用74283將8421BCD碼轉(zhuǎn)換為余3BCD碼。 解：

15、由于同一個(gè)十進(jìn)制數(shù)碼的余3BCD碼比相應(yīng)的8421BCD碼大 3，故用一片74283既可以實(shí)現(xiàn)，電路圖如下所示：123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:5-Mar-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:SBBB120174283AAA3ASS021B2303SCOCI000118421BCD余 3 B C D1/12/2022編輯ppt31例1 某與非電路的邏輯函數(shù)表達(dá)式為F (A,B,C,D) = ABC ACD ABC A CD 試判斷該電路是否會(huì)出現(xiàn)邏輯冒險(xiǎn)？若可能產(chǎn)生，試用增加冗余項(xiàng)的方法予以消除。解：將表達(dá)式轉(zhuǎn)換為與或式F (A,B,C,D) = ABC + ACD + ABC + A CD 相應(yīng)的卡諾圖如下圖所示。1/12/2022編輯ppt32AB CD 110111111110110010110100由于圖中各卡諾圈相切，所以該電路可能出現(xiàn)邏輯冒險(xiǎn)。在表達(dá)式中增加冗余項(xiàng) BD ，即F (A,B,C,D) = ABC + ACD + ABC + A