數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì) 第5章 組合邏輯電路

第5章組合邏輯電路5-1概述5-2組合邏輯電路分析5-3組合邏輯設(shè)計(jì)5-4競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)吉林大學(xué)儀器科學(xué)與電氣工程學(xué)院：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)重點(diǎn)及難點(diǎn)1、組合邏輯電路概念及特點(diǎn)2、組合邏輯電路分析方法3、組合邏輯設(shè)計(jì)的一般步驟4、基于門(mén)電路的組合邏輯設(shè)計(jì)方法吉林大學(xué)儀器科學(xué)與電氣工程學(xué)院：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)5-1概述數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)：第5章組合邏輯電路

組合邏輯電路定義若一個(gè)邏輯電路在任何時(shí)刻的輸出穩(wěn)定信號(hào)僅取決于該時(shí)刻的輸入信號(hào)，而與過(guò)去的輸入信號(hào)無(wú)關(guān)，或者與輸入信號(hào)作用前的電路狀態(tài)無(wú)關(guān)，則該邏輯電路稱為組合邏輯電路。組合邏輯電路特點(diǎn)：功能：任意時(shí)刻的輸出僅取決于輸入電路結(jié)構(gòu)：不含存儲(chǔ)或記憶元件組合邏輯電路組合邏輯電路的框圖組合邏輯電路的輸入/輸出關(guān)系可以用邏輯函數(shù)來(lái)表示。

組合邏輯電路的類型單輸出組合邏輯電路

多輸出組合邏輯電路

5-2組合邏輯電路分析數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)：第5章組合邏輯電路依據(jù)給定邏輯電路，找出其輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系。通過(guò)分析，評(píng)價(jià)電路設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，吸取優(yōu)秀的設(shè)計(jì)思想或者給出改進(jìn)意見(jiàn)。

組合邏輯電路分析的一般步驟：依據(jù)電路寫(xiě)出輸出函數(shù)表達(dá)式，對(duì)表達(dá)式進(jìn)行化簡(jiǎn)，列寫(xiě)真值表，對(duì)其功能進(jìn)行評(píng)述。

組合邏輯電路分析舉例注意：分析組合邏輯電路，應(yīng)熟悉常用的各種邏輯符號(hào)（如邏輯門(mén)符號(hào)以及中規(guī)模電路符號(hào)）及其功能。5-3組合邏輯設(shè)計(jì)數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)：第5章組合邏輯電路

根據(jù)要求完成邏輯功能設(shè)計(jì)，并在特定條件下實(shí)現(xiàn)該邏輯功能，這一過(guò)程稱為邏輯設(shè)計(jì)。

邏輯設(shè)計(jì)是邏輯分析的逆過(guò)程。

邏輯設(shè)計(jì)可分為組合邏輯設(shè)計(jì)和時(shí)序邏輯設(shè)計(jì)。LogicDesign（邏輯設(shè)計(jì)）

將實(shí)際問(wèn)題抽象，從邏輯代數(shù)角度給出描述；電路實(shí)現(xiàn)（synthesis）；驗(yàn)證;文檔…LogicSynthesis（邏輯綜合）

依據(jù)邏輯描述(真值表，布爾表達(dá)式，HDL語(yǔ)言等)，尋求某種實(shí)現(xiàn)電路。

在實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)要求一般以文字形式給出，因此邏輯設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是將文字描述抽象為邏輯關(guān)系，從邏輯代數(shù)角度給出其描述。對(duì)于組合邏輯設(shè)計(jì)而言，即從問(wèn)題描述抽象出邏輯表達(dá)式。

在實(shí)現(xiàn)邏輯設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)所采用物理器件的不同（基本元件如各種邏輯門(mén)，中規(guī)模功能塊，CPLD/FPGA等大規(guī)模電路），需要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的變換，以充分利用具體物理器件的功能。一、邏輯抽象分析因果關(guān)系，確定輸入/輸出變量定義邏輯狀態(tài)的含意（賦值）列出真值表*二、邏輯功能描述：布爾表達(dá)式，HDL語(yǔ)言等三、選定器件類型四、根據(jù)所選器件：對(duì)邏輯式化簡(jiǎn)（用門(mén)）

變換（用MSI）

或進(jìn)行相應(yīng)的描述（用PLD）五、畫(huà)出邏輯電路圖，或下載到PLD組合邏輯設(shè)計(jì)步驟5-3-1基于門(mén)電路的組合邏輯設(shè)計(jì)例1:(直接由問(wèn)題描述寫(xiě)出邏輯表達(dá)式)設(shè)計(jì)一家庭報(bào)警電路，當(dāng)應(yīng)急（PANIC）輸入為1或者當(dāng)使能(ENABLE)輸入為1，離開(kāi)(EXITING)輸入為0，并且房屋不安全時(shí)，報(bào)警(ALARM)輸出為1。當(dāng)門(mén)(DOOR)，窗(WINDOW)，車(chē)庫(kù)(GARAGE)輸入都為1時(shí)，房屋是安全的。例2：設(shè)計(jì)一4bit素?cái)?shù)檢測(cè)電路，當(dāng)輸入的4bit二進(jìn)制數(shù)為素?cái)?shù)時(shí)，輸出為1。4bit素?cái)?shù)檢測(cè)電路基于K圖化簡(jiǎn)例3:(無(wú)法直接寫(xiě)出邏輯表達(dá)式)設(shè)計(jì)一個(gè)1bi