10組合邏輯電路分析設(shè)計(jì)

1、4 組合邏輯電路4.1組合邏輯電路的分析4.2組合邏輯電路的設(shè)計(jì)4.3組合邏輯電路中的競爭和冒險(xiǎn)4.4常用組合邏輯集成電路4.5組合可編程電路1教學(xué)基本要求1.熟練掌握組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法 2.掌握編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)值比較器和加法器的邏輯功能及其應(yīng)用；2組合邏輯電路的一般框圖Li = f (A1, A2 , , An ) (i=1, 2, , m)工作特征:組合邏輯電路工作特點(diǎn):在任何時(shí)刻，電路的輸出狀態(tài)只取決于同一時(shí)刻的輸入狀態(tài)而與電路原來的狀態(tài)無關(guān)。組合邏輯電路概念結(jié)構(gòu)特征:1、輸出、輸入之間沒有反饋延遲通路，2、不含記憶單元數(shù)字系統(tǒng)中，常見電路區(qū)分成兩大類，組合邏

2、輯電路和時(shí)序邏輯電路。3二. 組合邏輯電路的分析步驟：4.1 組合邏輯電路的分析1、 由邏輯圖寫出各輸出端的邏輯表達(dá)式；2、 化簡和變換邏輯表達(dá)式；3、 列出真值表；4、 根據(jù)真值表或邏輯表達(dá)式，經(jīng)分析最后確定其功能。根據(jù)已知邏輯電路，經(jīng)分析確定電路的的邏輯功能。一. 組合邏輯電路分析4 三、組合邏輯電路的分析舉例 例1 分析如圖所示邏輯電路的功能。1. 根據(jù)邏輯圖寫出輸出函數(shù)的邏輯表達(dá)式2. 列寫真值表。 10010110111011101001110010100000CBA001111003. 確定邏輯功能： 解：輸入變量的取值中有奇數(shù)個(gè)1時(shí)，L為1，否則L為0,電路具有奇校驗(yàn)功能。如要實(shí)

3、現(xiàn)偶校驗(yàn)，電路應(yīng)做何改變？5例2 試分析下圖所示組合邏輯電路的邏輯功能。解：1、根據(jù)邏輯電路寫出各輸出端的邏輯表達(dá)式，并進(jìn)行化簡和變換。X = A62、列寫真值表真值表 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 Z Y X C B A000011110011110001011010X = A7電路邏輯功能：是對輸入的二進(jìn)制數(shù)求反碼。最高位為符號位，0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)，正數(shù)的反碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的數(shù)值部分是在原碼的基礎(chǔ)上逐位求反。3、確定電路邏輯功能真值表 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0

4、 0 0 0 Z Y X C B A0000111100111100010110108例3 分析如圖所示邏輯電路的功能 解：1.寫輸出表達(dá)式并化簡： &1&ABSCZ1Z2Z3S92.列真值表： 0 00 11 01 1 C SA B 0 00 10 11 03.分析功能： A、B都為0時(shí)，S為0，C也為0；當(dāng)A、B有一個(gè)為1時(shí)，S為1，C為0；A、B都為1時(shí)，S為0，C為1。 這符合兩個(gè)1位二進(jìn)制數(shù)相加的原則，即A、B為加數(shù)，S是它們的和，C是向高位的進(jìn)位。半加器。 101、邏輯抽象：根據(jù)實(shí)際邏輯問題的因果關(guān)系確定輸入、輸出變量，并定義邏輯狀態(tài)的含義；2、根據(jù)邏輯描述列出真值表；3、由真值表

5、寫出邏輯表達(dá)式;5、畫出邏輯圖。4、根據(jù)器件的類型,簡化和變換邏輯表達(dá)式二、組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟 一、組合邏輯電路的設(shè)計(jì)：根據(jù)實(shí)際邏輯問題，求出所要求邏輯功能的最簡單邏輯電路。4.2 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)11例1 某火車站有特快、直快和慢車三種類型的客運(yùn)列車進(jìn)出，試用兩輸入與非門和反相器設(shè)計(jì)一個(gè)指示列車等待進(jìn)站的邏輯電路，3個(gè)指示燈一、二、三號分別對應(yīng)特快、直快和慢車。列車的優(yōu)先級別依次為特快、直快和慢車，要求當(dāng)特快列車請求進(jìn)站時(shí)，無論其它兩種列車是否請求進(jìn)站，一號燈亮。當(dāng)特快沒有請求，直快請求進(jìn)站時(shí)，無論慢車是否請求，二號燈亮。當(dāng)特快和直快均沒有請求，而慢車有請求時(shí)，三號燈亮。12解：（1）

6、 邏輯抽象。輸入信號: I0、I1、I2分別為特快、直快和慢車的進(jìn)站請求信號且有進(jìn)站請求時(shí)為1，沒有請求時(shí)為0。輸出信號: L0、L1、L2分別為3個(gè)指示燈的狀態(tài)，且燈亮為1，燈滅為0。I0I1I2L0L1L2000000110001010001001根據(jù)題意列出真值表（2） 寫出各輸出表達(dá)式。L0 = I013(3) 根據(jù)要求將上式變換為與非形式(4) 根據(jù)輸出邏輯表達(dá)式畫出邏輯圖。14例2 試設(shè)計(jì)一個(gè)碼轉(zhuǎn)換電路，將4位格雷碼轉(zhuǎn)換為自然二進(jìn)制碼。可以采用任何邏輯門電路來實(shí)現(xiàn)。解：(1) 明確邏輯功能，列出真值表。設(shè)輸入變量為G3、G2、G1、G0為格雷碼，當(dāng)輸入格雷碼按照從0到15遞增排序時(shí)

7、，可列出邏輯電路真值表：輸出變量B3、B2、B1和B0為自然二進(jìn)制碼。150 1 1 10 1 0 00 1 1 00 1 0 10 1 0 10 1 1 10 1 0 00 1 1 00 0 1 10 0 1 00 0 1 00 0 1 10 0 0 10 0 0 10 0 0 00 0 0 0B3 B2 B1 B0G3 G2 G1 G0輸 出輸 入1 1 1 11 0 0 01 1 1 01 0 0 11 1 0 11 0 1 11 1 0 01 0 1 01 0 1 11 1 1 01 0 1 01 1 1 11 0 0 11 1 0 11 0 0 01 1 0 0B3 B2 B1 B0

8、G3 G2 G1 G0輸 出輸 入邏輯電路真值表16(2) 畫出各輸出函數(shù)的卡諾圖，并化簡和變換。33GB= =2B+2G3G2G3G17+2G3G1B=1G+2G3G1G2G3G1G+2G3G1G=3G2G1G0B=3G2G1G0G=(2G3G)+2G3G1G+2G3G)+2G3G1G(18(3) 根據(jù)邏輯表達(dá)式，畫出邏輯圖19例3 設(shè)計(jì)一個(gè)裁決電路，1名主裁A，3名副裁B、C、D，主裁通過記2票，副裁通過記1票，設(shè)計(jì)一個(gè)少數(shù)服從多數(shù)的裁決電路，用與非門實(shí)現(xiàn)。 解：1.設(shè)輸入變量為A（主）、B、C、D（副）， 輸出變量為L，通過為1，不通過為0。 202. 列真值表 00000001011111110 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1LA B C D3. 填卡諾圖，化簡 00000010LABCD000111101111011100100111214. 畫邏輯圖 &ABCDL&22例4 某車間有3臺設(shè)備，1臺有故障時(shí)黃燈亮，2臺有故障時(shí)紅燈亮，3臺有故障時(shí)紅黃燈都亮，設(shè)計(jì)一個(gè)顯示車間設(shè)備故障情況的電路，并用與非門加以實(shí)現(xiàn)。 解：1. 設(shè)3臺設(shè)備分別為A、B、C為輸入變量，有故障為1，無故