組合邏輯電路分析

1、精品課件精品課件已知組合邏輯電路圖，確定它們的邏輯功能。已知組合邏輯電路圖，確定它們的邏輯功能。（2）對邏輯函數(shù)表達式化簡）對邏輯函數(shù)表達式化簡組合邏輯電路：組合邏輯電路：邏輯電路在某一時刻的輸出狀態(tài)僅邏輯電路在某一時刻的輸出狀態(tài)僅 由該時刻電路的輸入信號所決定。由該時刻電路的輸入信號所決定。分析步驟：分析步驟：（1）根據(jù)邏輯圖，寫出邏輯函數(shù)表達式）根據(jù)邏輯圖，寫出邏輯函數(shù)表達式（4）由真值表確定邏輯電路的功能）由真值表確定邏輯電路的功能（3）根據(jù)最簡表達式列出真值表）根據(jù)最簡表達式列出真值表精品課件&1例例: 分析下圖邏輯電路的功能。分析下圖邏輯電路的功能。&1&AB

2、YABABABY= AB AB=AB+AB真值表真值表A B Y0 0 10 1 01 0 01 1 1功能功能:當當A、B取值相同時，取值相同時， 輸出為輸出為1, 是同或電路。是同或電路。AB=Y同或門同或門精品課件例例:分析下圖邏輯電路的功能。分析下圖邏輯電路的功能。Y1=A+B=A BY3=A+B=A BY2=A+BA+B+=(A+B)(A+B)=AB+AB真值表真值表A B Y10 0 00 1 01 0 11 1 0Y2Y31 00 10 01 0功能功能: 當當 AB 時時, Y1=1; 當當 A111精品課件例：圖所示是一個密碼鎖控制電路。開鎖條件：例：圖所示是一個密碼鎖控制電

3、路。開鎖條件： (1)要撥對密碼；要撥對密碼； (2)將開鎖開關將開鎖開關S閉合。閉合。 如果以上兩個條件都得到滿足，開鎖信號為如果以上兩個條件都得到滿足，開鎖信號為1，報警，報警 信號為信號為0，鎖打開而不報警。否則開鎖信號為，鎖打開而不報警。否則開鎖信號為0，報警，報警 信號為信號為1，試分析該電路的密碼是多少？，試分析該電路的密碼是多少？&1&1&ACF1BD1+5VRF2開鎖信號開鎖信號報警信號報警信號F1=1ABCD F2=1ABCD精品課件根據(jù)給定的邏輯要求，設計出邏輯電路圖。根據(jù)給定的邏輯要求，設計出邏輯電路圖。設計步驟：設計步驟：（1）根據(jù)邏輯要求，定義

4、輸入輸出邏輯變）根據(jù)邏輯要求，定義輸入輸出邏輯變 量，列出真值表量，列出真值表 （4）畫出邏輯圖）畫出邏輯圖（3）化簡邏輯函數(shù)表達式）化簡邏輯函數(shù)表達式（2）由真值表寫出邏輯函數(shù)表達式）由真值表寫出邏輯函數(shù)表達式 精品課件三三人人表表決決電電路路例：設計三人表決電路，用與非門實現(xiàn)。例：設計三人表決電路，用與非門實現(xiàn)。10A+5VBCRY精品課件ABC00011110011275346001110010ABCY00000001101110001111010010111011真值表真值表Y=AB+AC+BC=AB+AC+BC=AB AC BC精品課件三人表決電路三人表決電路10A+5VBCRY=A

5、B AC BCY&精品課件例：設計一個可控制的門電路，要求：當控制端例：設計一個可控制的門電路，要求：當控制端 E=0時，輸出端時，輸出端 Y=AB；當；當E=1時，輸出端時，輸出端 Y=A+B控制端控制端EABY00000001101110001111010010111011真值表真值表輸入輸入輸出輸出EAB00011110011275346001110010Y=EB+EA+AB&EABY1精品課件例：設計一個由兩處控制一盞照明燈的電路，用與非門例：設計一個由兩處控制一盞照明燈的電路，用與非門 實現(xiàn)。實現(xiàn)。220VABY解：兩處開關分別為解：兩處開關分別為A、B， 為輸入量。

6、為輸入量。燈為輸出變量燈為輸出變量Y開關向上為開關向上為1，向下為，向下為0燈亮為燈亮為1，燈滅為，燈滅為0Y= AB AB真值表真值表A B Y0 0 10 1 01 0 01 1 1=AB+ABY精品課件例：旅客列車分為特快、直快和慢車，優(yōu)先順序為特快、例：旅客列車分為特快、直快和慢車，優(yōu)先順序為特快、 直快和慢車。要求在同一時間只能有一趟列車從車站直快和慢車。要求在同一時間只能有一趟列車從車站 開出，即只能給出一個開車信號，試設計滿足此要求開出，即只能給出一個開車信號，試設計滿足此要求 的邏輯電路。的邏輯電路。解：解：輸入變量輸入變量：A特快，特快，B直快，直快，C慢車慢車輸入變量取值的

7、意義輸入變量取值的意義1：申請開出，：申請開出，0：不開出：不開出輸出變量輸出變量：YA給特快的信號，給特快的信號， YB給直快的信號給直快的信號 YC給慢車的信號給慢車的信號輸出變量取值的意義輸出變量取值的意義1：開出信號，：開出信號，0：不開出信號：不開出信號精品課件ABCYA0000000101110001111010010111011真值表真值表YB1000100YC001000000化簡化簡1ABC00 01 11 100 100 00YA111YA=A10ABC00 01 11 100 100 11YB000YB=ABYC=ABC精品課件1&1&ABYA邏輯電路圖邏

8、輯電路圖CYBYCYA=AYC=ABCYB=AB精品課件編碼器、譯碼器、全加器、數(shù)據(jù)選擇器等編碼器、譯碼器、全加器、數(shù)據(jù)選擇器等用數(shù)字或符號來表示某一對象或信號的過程稱用數(shù)字或符號來表示某一對象或信號的過程稱 為編碼為編碼 n位二進制代碼可以表示位二進制代碼可以表示2n個信號個信號將十進制的十個數(shù)將十進制的十個數(shù)0、1、29編成二進制編成二進制 的的8421代碼代碼精品課件編碼器編碼器& +5VR 10DCBA0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0111精品課件數(shù)字集成編碼器數(shù)字集成編碼器T1147T114716 15 14 13 12 11 10 91 2 3 4 5 6 7 8

9、 I4 I5 I6 I7 I8 Y2 Y1 地地 VCC N Y3 I3 I2 I1 I0 Y0Y0Y3：信號輸出端信號輸出端 以反碼形式輸出以反碼形式輸出I1 I9：信號輸入端信號輸入端 低電平有效低電平有效精品課件 譯碼是編碼的反過程，將二進制代碼按編碼時的譯碼是編碼的反過程，將二進制代碼按編碼時的原意翻譯成有特定意義的輸出量原意翻譯成有特定意義的輸出量。1. 變量譯碼器變量譯碼器若輸入變量的數(shù)目為若輸入變量的數(shù)目為n，則輸出端的數(shù)目，則輸出端的數(shù)目N=2n例如：例如：2線線4線譯碼器、線譯碼器、 3線線8線譯碼器、線譯碼器、 4線線16線譯碼器等。線譯碼器等。 現(xiàn)以現(xiàn)以3線線8線譯碼器線

10、譯碼器74LS138為例說明為例說明精品課件A2 A0是譯碼器輸入端，是譯碼器輸入端，Y0 Y7是譯碼器輸出端。是譯碼器輸出端。Y0 Y7都輸出高電平。都輸出高電平。譯碼器才正常譯碼；否則不論譯碼器才正常譯碼；否則不論A2 A0為何值，為何值，SC SB SA為三個使能輸入端，只有當它們分別為為三個使能輸入端，只有當它們分別為0、0、1，且低電平有效。且低電平有效。1 2 3 4 5 6 7 8 A0 A 1 A2 SB SC SA Y7 地地 VCC Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y674LS13816 15 14 13 12 11 10 91 2 3 4 5 6 7 874LS138

11、管腳圖管腳圖精品課件A2 A1 A0 Y0Y2Y5Y4Y1Y3Y6Y774LS138 真值表真值表0000111000111101001011010 1 1 1 1 1 1 11 0 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 11 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 11 1 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 0Y0= A2A1A0 Y1A2A1A0 =Y2= A2A1A0 Y7=A2A1A0 10精品課件1A0 A2 A2 A2 A1 11A1 A1 A0 A0 &Y0= A2A1A0 &.&Y7

12、=A2A1A0 Y1A2A1A0 =1精品課件 任何一個三輸入變量的邏輯函數(shù)都可以用任何一個三輸入變量的邏輯函數(shù)都可以用74LS138和一個與非門來實現(xiàn)。和一個與非門來實現(xiàn)。 例：用例：用74LS138實現(xiàn)實現(xiàn)Y=AB+BC Y=AB（C+C）+BC（A+A）=ABC+ABC+ABC=ABC+ABC+ABC=ABC ABC ABC=Y3Y6Y774LS138A0 A2 A1 A B CSASBSC1Y3Y6Y7&Y1. 變量譯碼器變量譯碼器Y7=A2A1A0 精品課件例：用例：用74LS138構成八路數(shù)據(jù)分配器。構成八路數(shù)據(jù)分配器。 DY0Y5Y4Y1Y3Y6Y7A2 A1 A0=01

13、0 當當SA=1,SB=0,Y2Y2=0如果如果D=0,即即SC=0,正常譯碼正常譯碼,Y2=1如果如果D=1,即即SC=1,不譯碼不譯碼,74LS138A0 A2 A1 SASBSC1Y6Y7DA2 A1 A0 Y0Y1.數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入輸入選擇控制端選擇控制端A2A1A0精品課件2. 顯示器、譯碼器顯示器、譯碼器abfgecdf g a be d c +a b c d e f ga b c d e f g+ + +共陰極接法共陰極接法共陽極接法共陽極接法精品課件74LS24816 15 14 13 12 11 10 91 2 3 4 5 6 7 8A1 A2 LT IB/YBR IBR A3

14、A0 地地 VCC Yf Yg Ya Yb Yc Yd YeYaYg: 譯碼器輸出譯碼器輸出端，與共陰極半導端，與共陰極半導體數(shù)碼管中對應字體數(shù)碼管中對應字段段a a g g的管腳相連。的管腳相連。LT : 燈測試輸入端，當它等于零時，數(shù)碼管顯示燈測試輸入端，當它等于零時，數(shù)碼管顯示8A3 A0：8421碼輸入端碼輸入端IB：滅燈輸入端，當它等于零時，數(shù)碼管各段均熄滅滅燈輸入端，當它等于零時，數(shù)碼管各段均熄滅IBR：滅零輸入端，只有滅零輸入端，只有A3 A0均為零且均為零且IBR也為零，也為零， 數(shù)碼管數(shù)碼管各段均熄滅。各段均熄滅。YBR：滅零輸出端，當滅零輸出端，當A3 A0均為零且均為零且

15、IBR也為零，也為零， YBR 輸出零。它與輸出零。它與IB共用一個端。共用一個端。精品課件74LS248七段字形顯示譯碼器的真值表七段字形顯示譯碼器的真值表A3 A2 A1 A0 顯示顯示字形字形0 0 0 00 0 0 1.1 0 0 01 0 0 1精品課件A3A2A1A0YYYYYY YabcdefgR+5V74LS248數(shù)碼管數(shù)碼管A3A2A1A074LS248與數(shù)碼管的連接與數(shù)碼管的連接精品課件IBR YBRIBR YBRIBR YBRIBR YBRIBR YBRIBR YBR0000001011100000000011100110滅滅 零零 控控 制制 示示 意意 圖圖20 7

16、.03A3 A2 A1 A0精品課件 兩個二進制數(shù)相加，稱為兩個二進制數(shù)相加，稱為“半加半加”，實，實 現(xiàn)半加操作的電路叫做半加器?，F(xiàn)半加操作的電路叫做半加器。=1&ABSC COSCABS=AB+AB=A+BC=AB半加器邏輯圖半加器邏輯圖半加器邏輯符號半加器邏輯符號真值表真值表A B C0 0 00 1 01 0 1 1 S010 11 0A、B為兩個加數(shù)為兩個加數(shù)C為向高位的進位為向高位的進位S為本位和為本位和精品課件 被加數(shù)、加數(shù)以及低位的進位三者相加稱被加數(shù)、加數(shù)以及低位的進位三者相加稱 為為“全加全加”，實現(xiàn)全加操作的電路叫做，實現(xiàn)全加操作的電路叫做 全加器。全加器。AnB

17、nCn-1Sn00000001101110001111010010111011真值表真值表Cn01111000Sn=+ AnBnCn-1+AnBnCn-1 +=(AnBn +AnBn)Cn-1=SCn-1+=S + Cn-1S=An + Bn2. 全加器全加器Cn-1：來自低位的進位：來自低位的進位Cn：向高位的進位：向高位的進位半加器的和半加器的和Cn=AnBn AnBn AnBn AnBn 精品課件 COCnAnBnCISnCn-1Sn=SCn-1+ SCn-1= S Cn-1全加器邏輯符號全加器邏輯符號由半加器及或門組成的全加器由半加器及或門組成的全加器半半加加器器半半加加器器AnBnC

18、n-1CnSnSAnBn SCn-11Cn=S Cn-1+An BnS=An + BnCn= SCn-1+AnBn精品課件例：試用例：試用74LS183構成兩個四位二進制數(shù)相加構成兩個四位二進制數(shù)相加 的電路的電路S0S1S2C3A2 B2A1 B12Ci 2S 1Ci 1S2A 2B 2Ci-1 1A 1B 1Ci -174LS1832Ci 2S 1Ci 1S2A 2B 2Ci-1 1A 1B 1Ci -174LS183S3A0 B0A3 B3 74LS183是加法器集成電路組件，含是加法器集成電路組件，含有兩個獨立的全加器。有兩個獨立的全加器。精品課件例例:用全加器構成五人表決用全加器構成

19、五人表決 電路電路Ci S iAi Bi Ci-1 Ci S iAi Bi Ci-1 Ci S iAi Bi Ci-1 YA B CD E123A B C1 1 10 0 00 1 11 1 00 0 11 0 0DE狀態(tài)狀態(tài)Y無須判別無須判別無須判別無須判別只要有一個只要有一個1全為全為0全為全為1只要有一個只要有一個0101010A、B、C、D、E為五個輸入量；為五個輸入量；Y為輸出量。為輸出量。精品課件1、寫出圖、寫出圖1電路的邏輯表達式。電路的邏輯表達式。答案：答案：DCBADCBAY 2、寫出圖、寫出圖2電路的邏輯表達式。電路的邏輯表達式。圖圖2答案：答案：1 BABAY&1

20、ABY1&圖圖1ABCDY1精品課件 3、已知某門電路的輸入、已知某門電路的輸入A、B和輸出和輸出Y的波形如圖的波形如圖3所示。所示。試分析它是哪種門電路，并畫出它的邏輯符號。試分析它是哪種門電路，并畫出它的邏輯符號。圖圖3答案：答案：1ABY或非門或非門邏輯符號邏輯符號ABY 4、邏輯電路符號如圖、邏輯電路符號如圖4（a），輸入波形如圖（），輸入波形如圖（ b ）所示。）所示。試畫出輸出試畫出輸出Y的波形。的波形。圖圖4&ABYC(a)(b)YABC精品課件圖圖5 CI C0FiAiBiCi1Ci 5、圖、圖5數(shù)字單元電路中，當數(shù)字單元電路中，當Ai=1， Bi=1及及Ci1

21、=1時，輸出時，輸出Fi和和Ci分別是分別是 和和 。11 6、在圖中畫出實現(xiàn)兩個二進制數(shù)相加的聯(lián)線圖。當、在圖中畫出實現(xiàn)兩個二進制數(shù)相加的聯(lián)線圖。當A=01， B=11時，時，A=01;則相加結果為則相加結果為 。 AiBiCi1SiCi AiBiCi1SiCi1000111001精品課件DCBAABCY )2(11 DDABCABC7、應用邏輯代數(shù)運算法則化簡下列各式：、應用邏輯代數(shù)運算法則化簡下列各式：答案：答案：)()1(DBADBABABAABY DCBAABCY )2()()1(DBADBABABAABY )()(DBADBABABBA BABAA 精品課件8、應用邏輯代數(shù)運算法則

22、推證下列各式：、應用邏輯代數(shù)運算法則推證下列各式：BABABAAB )1(1)()()()( )2( BABABABA答案：答案：BAABBAABBAAB )1(BBBABAAABABA )(BABA )()()()( )2(BABABABA )()()()(BABABABA 1)()()()( BABABABA精品課件9、應用卡諾圖化簡下列各式：、應用卡諾圖化簡下列各式：1 11 100 01 11 1001ABC答案：答案：CBABCAABY )1(DCBAABDDCBBAY )2(CBABCAABY CBABCACCAB )(CBABCACABABC BY （1）將邏輯函數(shù)化為最小項表達

23、式）將邏輯函數(shù)化為最小項表達式畫出卡諾圖畫出卡諾圖化簡，得化簡，得精品課件9、應用卡諾圖化簡下列各式：、應用卡諾圖化簡下列各式：答案：答案：DCBAABDDCBBAY )2(ADCBBAY BAAD（2）把邏輯函數(shù)式）把邏輯函數(shù)式化簡，得化簡，得CB00 01 11 100001ABCD11101 11 111DCBAABDDCBBAY 直接寫入卡諾圖直接寫入卡諾圖第一項占最下行四個小方格；第一項占最下行四個小方格；第二項占最左列中間兩個小方格；第二項占最左列中間兩個小方格；第三項占第三行中間兩個小方格；第三項占第三行中間兩個小方格；第四項占一個小方格；第四項占一個小方格；111精品課件10、

24、化簡、化簡答案：答案：CDCBCADCADY CDCBCADCADY CBCADDCAD )(CBACADCBCACAD )1(CADBCADCBCAD )1(CADCADCADY 并用并用CT74LS20雙雙4輸入與非門組成電路。輸入與非門組成電路。 要用要用CT74LS20雙雙4輸入與非門組成電路，須將上式變換為輸入與非門組成電路，須將上式變換為與非邏輯式。與非邏輯式。精品課件10、化簡、化簡答案：答案：CDCBCADCADY CADCADCADY 并用并用CT74LS20雙雙4輸入與非門組成電路。輸入與非門組成電路。 用用CT74LS20雙雙4輸入與非門組成電路的聯(lián)線圖。輸入與非門組成電路的聯(lián)線圖。1763&ADYC&141389101112+5V254精品課件 11、設計一個圖、設計一個圖7所示的選通電路，并用與非門實現(xiàn)其功能。所示的選通電路，并用與非門實現(xiàn)其功能。M為控制信號，當為控制信號，當M=1時，時，A信