組合邏輯電路

1、第四章第四章組合邏輯電路組合邏輯電路 邏輯電路分類邏輯電路分類 邏輯電路邏輯電路組合邏輯電路組合邏輯電路時序邏輯電路時序邏輯電路現(xiàn)時的輸出僅取現(xiàn)時的輸出僅取決于現(xiàn)時的輸入決于現(xiàn)時的輸入除與現(xiàn)時輸入有除與現(xiàn)時輸入有關(guān)外還與原狀態(tài)關(guān)外還與原狀態(tài)有關(guān)有關(guān)13 組合邏輯電路的特點：組合邏輯電路的特點： 在任一時刻，輸出信號只取決于各輸入信號的在任一時刻，輸出信號只取決于各輸入信號的組合，而與該時刻前的輸入信號無關(guān)。組合，而與該時刻前的輸入信號無關(guān)。 電路結(jié)構(gòu)：電路結(jié)構(gòu)： 由各種邏輯門電路組成，輸入與輸出之間沒有由各種邏輯門電路組成，輸入與輸出之間沒有反饋途徑，無記憶單元。包括單輸出與多輸出反饋途徑，無

2、記憶單元。包括單輸出與多輸出組合邏輯電路組合邏輯電路 實例：實例： 編碼器、譯碼器、加法器、比較器等。編碼器、譯碼器、加法器、比較器等。4.2 4.2 組合邏輯電路的分析組合邏輯電路的分析 特點特點: :某一時刻的輸出狀態(tài)僅由該時刻電路的某一時刻的輸出狀態(tài)僅由該時刻電路的輸入信號決定輸入信號決定, , 而與該電路在此輸入信號之前而與該電路在此輸入信號之前所具有的狀態(tài)無關(guān)。所具有的狀態(tài)無關(guān)。 組合邏輯電路組合邏輯電路：用各種門電路組成的，用于：用各種門電路組成的，用于實現(xiàn)某種功能的復(fù)雜邏輯電路。實現(xiàn)某種功能的復(fù)雜邏輯電路?；喕喌贸鼋Y(jié)論（邏輯功能）。得出結(jié)論（邏輯功能）。組合邏輯電路圖組合邏輯

3、電路圖寫出邏輯表達(dá)式寫出邏輯表達(dá)式分析法：分析法： 組合邏輯電路分析組合邏輯電路分析 1、由給定的邏輯圖寫出邏輯關(guān)系表達(dá)、由給定的邏輯圖寫出邏輯關(guān)系表達(dá)式。式。分析步驟：分析步驟：2、用邏輯代數(shù)或卡諾圖對邏輯代數(shù)進(jìn)、用邏輯代數(shù)或卡諾圖對邏輯代數(shù)進(jìn)行化簡。行化簡。3、列出輸入輸出狀態(tài)表并得出結(jié)論。、列出輸入輸出狀態(tài)表并得出結(jié)論。電路電路 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)輸入輸出之間輸入輸出之間的邏輯關(guān)系的邏輯關(guān)系例例1 1：&ABYABAABBABY=AAB BAB=AAB + BAB=AAB + BAB=AB (A + B)= (A+B) (A+B)= 0+AB+AB +0異或門異或門組合邏輯電路的分析組合邏

4、輯電路的分析=AB+AB例例2：分析下圖的邏輯功能。：分析下圖的邏輯功能。 &ABFABABBA BABA BABAF BABABABA 11組合邏輯電路的分析組合邏輯電路的分析ABF001010100111真值表真值表相同為相同為“1”不同為不同為“0”同或門同或門=1BAF = =F=AB+AB=A B組合邏輯電路的分析組合邏輯電路的分析例例3：分析下圖的邏輯功能：分析下圖的邏輯功能 。 =101被封鎖被封鎖11&AMB1F組合邏輯電路的分析組合邏輯電路的分析&AMB1F=010被封鎖被封鎖1二選一電路二選一電路組合邏輯電路的分析組合邏輯電路的分析Y=AMBM =

5、AM+BMM=1( (高電平）：高電平）： Y=AM=0( (低電平）：低電平）： Y=B數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器上圖功能：二選一電路。上圖功能：二選一電路。組合邏輯電路的分析組合邏輯電路的分析例例4：分析圖下圖的邏輯功能：分析圖下圖的邏輯功能. 組合邏輯電路的分析組合邏輯電路的分析功能：功能： 判一致電路判一致電路真值表真值表ABCF00001111001100110101010110000001組合邏輯電路的分析組合邏輯電路的分析例例5 分析圖示邏輯分析圖示邏輯電路的邏輯功能。電路的邏輯功能。解：解：1）寫出輸出端）寫出輸出端S、C的邏輯表達(dá)式的邏輯表達(dá)式S=Z2Z3=A+ + BC=Z1=A

6、B2）列真值表）列真值表3）電路邏輯功能）電路邏輯功能半加器半加器&1&ASCBG1G2G3G4G5Z1Z2Z3輸輸 入入 輸輸 出出ABCS0000010110011110組合邏輯電路的分析組合邏輯電路的分析4.3 4.3 組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計4.3.1 4.3.1 設(shè)計方法步驟設(shè)計方法步驟根據(jù)題意列真值表根據(jù)題意列真值表邏輯式邏輯式化簡化簡卡諾圖卡諾圖化簡化簡畫邏輯電路圖畫邏輯電路圖寫最簡邏輯式寫最簡邏輯式例例1 1: 交通燈故障監(jiān)測邏輯電路的設(shè)計。交通燈故障監(jiān)測邏輯電路的設(shè)計。紅燈紅燈R R黃燈黃燈Y Y綠燈綠燈G G單獨亮單獨亮正常正常黃、綠同時亮黃、綠

7、同時亮正常正常其它情況其它情況不正常不正常4.3.2 4.3.2 設(shè)計舉例設(shè)計舉例組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計RYGRYG單獨亮單獨亮正常正常黃、綠同時亮黃、綠同時亮正常正常其他情況其他情況不正常不正常RYG000011111011110000Z= RYG+RG+RYZ= RYG+RG+RY組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計R Y G Z 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1、列真值表、列真值表 2 2、卡諾圖、卡諾圖化簡化簡RYRYRGRG3 3、寫最簡邏輯式、寫最簡邏輯式設(shè)設(shè)：燈亮為

8、：燈亮為“1”1”，不亮為，不亮為“0”0”，正常為正常為“0”0”，不正常為，不正常為“1”1”。例例1 14 4、用基本邏輯門構(gòu)成邏輯電路用基本邏輯門構(gòu)成邏輯電路Z= RYG+ RG+ RYZ= RYG+ RG+ RYR RY YG G& &1 11 11 1& & & 1 1Z Z 若要求用若要求用與非門與非門構(gòu)成構(gòu)成邏輯電路呢？邏輯電路呢？組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計5 5、用與非門構(gòu)成邏輯電路、用與非門構(gòu)成邏輯電路=RYG + RG + RY=RYG + RG + RY = RYG = RYG RG RG RY RYZ= RYG+ RG

9、+ RYZ= RYG+ RG+ RYR RY YG G& &1 11 11 1& & &Z Z& &( (利用反演定理利用反演定理A+B=AA+B=A B , A+B+C=AB , A+B+C=A B B C)C)組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計例例2 2 課本例課本例4.44.4設(shè)計一個三人表決邏輯電路，要求設(shè)計一個三人表決邏輯電路，要求: : 三人三人A A、B B、C C各控制一個按鍵，按下為各控制一個按鍵，按下為“1”1”，不按為，不按為“0”0”。多數(shù)（。多數(shù)（ 2 2）按下為通過。通過時按下為通過。通過時L L1 1，不通

10、過不通過L L0 0。用與非門實現(xiàn)。用與非門實現(xiàn)。L LA AB BC C+5V+5V要設(shè)計要設(shè)計的邏輯的邏輯電路電路組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計A B C L 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 A ABCBC0000111110111100002 2、用畫卡諾圖化簡、用畫卡諾圖化簡L= AC + BC + ABL= AC + BC + AB3 3、 寫出最簡寫出最簡“與或與或”式式1 1、列真值表、列真值表BCBCACACABAB組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計4 4、用與非門實現(xiàn)邏輯電

11、路、用與非門實現(xiàn)邏輯電路L=AB +AC +BC L=AB +AC +BC = AB = AB AC AC BC BC& & & & &A AB BC CL L& &組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計例例3 3 課本例課本例4.54.5四舍五入功能四舍五入功能例例4 課本例課本例4.6由波形圖畫邏輯圖由波形圖畫邏輯圖步驟：寫出真值表步驟：寫出真值表 卡諾圖化簡卡諾圖化簡 寫出邏輯表寫出邏輯表達(dá)式達(dá)式 畫出邏輯電路畫出邏輯電路組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計例例5：課本例：課本例4.7多端輸出例子多端輸出例子解：解：1）列真值表）列真

12、值表ABCFAFBFC0000010100111001011101110 0 00 0 10 1 00 1 01 0 01 0 01 0 01 0 02）寫出邏輯表達(dá)式）寫出邏輯表達(dá)式FA=A；FB=AB=AB；FC=ABC3）畫出邏輯圖）畫出邏輯圖1&111ACBFAFBFC組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計1、首先指明邏輯符號取首先指明邏輯符號取“0”、“1”的含義的含義四四個按鍵個按鍵A、B、C、D按下時為按下時為“1”，不按時為，不按時為“0”。四個指示燈為。四個指示燈為L1,L2,L3,L4,燈亮為燈亮為“1”，燈滅位燈滅位“0”。2、根據(jù)題意列出邏輯狀態(tài)表根據(jù)題意列出邏輯

13、狀態(tài)表。醫(yī)院優(yōu)先照顧重患者的呼喚電路。設(shè)醫(yī)院某醫(yī)院優(yōu)先照顧重患者的呼喚電路。設(shè)醫(yī)院某科有科有1，2，3，4間病房，患者按病情由重至間病房，患者按病情由重至輕依次住進(jìn)輕依次住進(jìn)1-4號病房。號病房。例例6: 與例與例5類似類似組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計ABCDL1L2L3L41xxx100001xx0100001x001000010001BAL2 CBAL3 DCBAL4 AL1 3.由邏輯狀態(tài)表寫出邏輯式由邏輯狀態(tài)表寫出邏輯式邏輯狀態(tài)表邏輯狀態(tài)表組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計4.由邏輯式畫出邏輯圖由邏輯式畫出邏輯圖BAL2 CBAL 3DCBAL4 AL1 3.由邏輯狀態(tài)表寫出

14、邏輯式由邏輯狀態(tài)表寫出邏輯式L1&ABCDL4L3L2組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計例例7：課本例：課本例4.8多端輸出例子多端輸出例子 思路：直接給出各輸出端的最小項表達(dá)式，思路：直接給出各輸出端的最小項表達(dá)式，可先用卡諾圖化簡表達(dá)式，再畫邏輯圖?？上扔每ㄖZ圖化簡表達(dá)式，再畫邏輯圖。 步驟：步驟：1）畫各輸出項的卡諾圖）畫各輸出項的卡諾圖2）寫出各輸出項的最簡邏輯表達(dá)式）寫出各輸出項的最簡邏輯表達(dá)式3）畫出邏輯電路）畫出邏輯電路 思考：如何用與非門實現(xiàn)？思考：如何用與非門實現(xiàn)？組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計某工廠有某工廠有A,B,C三個車間和一個自備電站，站內(nèi)有兩三個車間

15、和一個自備電站，站內(nèi)有兩臺發(fā)電機臺發(fā)電機G1 和和G2。G1 的容量是的容量是G2的兩倍。如果一個的兩倍。如果一個車間開工，只需車間開工，只需G2運行即可滿足要求；如果兩個車間運行即可滿足要求；如果兩個車間開工，只需開工，只需G1運行；如果三個車間同時開工，則運行；如果三個車間同時開工，則G1和和G2均需運行。均需運行。例例81、首先指明邏輯符號取首先指明邏輯符號取“0”、“1”的含義的含義A、B、C分別表示三個車間的開工狀態(tài)：開工分別表示三個車間的開工狀態(tài)：開工為為“1”，不開工為，不開工為“0”；G1和和G2運行為運行為“1”，不運行為，不運行為“0”。2、根據(jù)題意列出邏輯狀態(tài)表根據(jù)題意列

16、出邏輯狀態(tài)表。組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計邏輯狀態(tài)表邏輯狀態(tài)表3.由邏輯狀態(tài)表寫出邏輯式由邏輯狀態(tài)表寫出邏輯式ABCCABCBABCAG1ABCCBACBACBAG2 組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計3.由邏輯狀態(tài)表寫出邏輯式由邏輯狀態(tài)表寫出邏輯式ABCCABCBABCAG1 ABCCBACBACBAG2 ABCCBACBACBAG2 CABCABCABCABCABCABG1 組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計4.由邏輯式畫出邏輯圖由邏輯式畫出邏輯圖&ABCABCG1G2組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計例例9：某單位舉辦軍民聯(lián)歡晚會，軍人持某單位舉辦軍民聯(lián)歡晚會，軍人持紅票入場，群眾持黃票入場，持綠票者紅票入場，群眾持黃票入場，持綠票者軍民均可入場。試畫出實現(xiàn)此要求的邏軍民均可入場。試畫出實現(xiàn)此要求的邏輯圖。輯圖。 解：本題需三個輸入變量，用解：本題需三個輸入變量，用A、B、C表示。表示。 A=1 軍人，軍人，A=0 群眾群眾 B=1 紅票，紅票，B=0 黃票黃票 C=1 綠票，綠票，C=0 無綠票無綠票 輸出輸出Y=1 可入場，可入場，Y=0 不能入場不能入場 （1）列出真值表如下）列出真值表如下組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計（1 1）真值表真值表A（人）（