數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng) 第二版PPTLec6-2016

第六講

組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)1組合邏輯電路的分析組合邏輯電路的一般框圖邏輯函數(shù)描述Li=f(A1,A2,…,An)(i=1,2,…,m)

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(lái)的狀態(tài)無(wú)關(guān)。結(jié)構(gòu)特征:1、輸出、輸入之間沒(méi)有反饋延遲通路，2、不含記憶單元組合邏輯電路分析2.組合邏輯電路的分析步驟：組合邏輯電路分析(1)由邏輯圖寫(xiě)出各輸出端的邏輯表達(dá)式；(2)化簡(jiǎn)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。1.組合邏輯電路分析一個(gè)雙輸入端、雙輸出端的組合邏輯電路如圖所示，分析該電路的功能。輸入輸出ABSC00011011確定邏輯功能：半加器(1)由邏輯圖寫(xiě)出各輸出端的邏輯表達(dá)式；2.列出真值表。01100001組合邏輯電路分析2組合邏輯電路的設(shè)計(jì)組合邏輯電路的設(shè)計(jì)：根據(jù)實(shí)際邏輯問(wèn)題，求出所要求邏輯功能的最簡(jiǎn)單邏輯電路。電路要最簡(jiǎn)：所用器件數(shù)最少；器件種類(lèi)最少；器件之間的連線也最少。組合邏輯電路的設(shè)計(jì)邏輯抽象：根據(jù)實(shí)際邏輯問(wèn)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、由真值表寫(xiě)出邏輯表達(dá)式;5、畫(huà)出邏輯圖。（1）采用SSI----與或式：乘積項(xiàng)少；乘積項(xiàng)所含變量數(shù)少；4、根據(jù)器件的類(lèi)型,簡(jiǎn)化和變換邏輯表達(dá)式（2）采用MSI----所用芯片數(shù)最少;（3）采用PLD組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟組合邏輯電路的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)視交通信號(hào)燈工作狀態(tài)的邏輯電路。正常情況下，紅、黃、綠燈只有一個(gè)亮，否則視為故障狀態(tài)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒有關(guān)人員修理。[解]

⒈邏輯抽象輸入變量：1--亮0--滅輸出變量：R（紅）Y（黃）G（綠）Z（有無(wú)故障）1--有0--無(wú)⒉列真值表RYGZ00000101001110010111011110010111組合邏輯電路的設(shè)計(jì)

⒊卡諾圖化簡(jiǎn)RYG01000111101111⒉列真值表RYGZ000001010011100101110111100101111組合邏輯電路的設(shè)計(jì)⒋畫(huà)邏輯圖組合邏輯電路的設(shè)計(jì)例2有一火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，設(shè)有煙感、溫感和紫外光感三種不同類(lèi)型的火災(zāi)探測(cè)器。為了防止誤報(bào)警，只有當(dāng)其中有兩種或兩種類(lèi)型以上的探測(cè)器發(fā)出火災(zāi)探測(cè)信號(hào)時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào).試設(shè)計(jì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)的邏輯電路。輸出（F）：電路的報(bào)警信號(hào)。“1”：產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，“0”：不產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。解：1、邏輯抽象輸入變量（A、B、C）：煙感、溫感和紫外光感三種探測(cè)器的探測(cè)信號(hào)?！?”：表示有火災(zāi)探測(cè)信號(hào)，“0”：表示沒(méi)有火災(zāi)探測(cè)信號(hào)；組合邏輯電路的設(shè)計(jì)11001100B10101010C11101000F01111000A

真值表

3、根據(jù)器件的類(lèi)型,簡(jiǎn)化和變換邏輯表達(dá)式2、列寫(xiě)真值表，求得最簡(jiǎn)與－或表達(dá)式。與或式：001001110001111001BCA組合邏輯電路的設(shè)計(jì)

(1)若采用與非門(mén)：

(2)若采用或非門(mén)：

&ABCF&&&BCACABF++=ABCF

≥1≥1≥1≥1≥1組合邏輯電路的設(shè)計(jì)例3水槽由兩臺(tái)水泵L1

、L2供水。A、B、C為三個(gè)水位檢測(cè)儀，當(dāng)水位低于水位檢測(cè)儀時(shí)，它們輸出高電平，當(dāng)水位高于水位檢測(cè)儀時(shí)，它們輸出低電平。試用邏輯門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)控制兩臺(tái)水泵供水的電路，要求:1、當(dāng)水位超過(guò)C點(diǎn)時(shí)：水泵L1

、L2均停止工作;2、當(dāng)水位超過(guò)B點(diǎn)，低于C點(diǎn)時(shí)：僅L1工作;3、當(dāng)水位超過(guò)A點(diǎn)，低于B點(diǎn)時(shí)：僅L2工作;4、當(dāng)水位低于A點(diǎn)時(shí)：水泵L1

、L2同時(shí)工作.L1L1ABL1L1L1L2C組合邏輯電路的設(shè)計(jì)輸入變量（A、B、C

）：為三個(gè)檢測(cè)儀的輸出邏輯1：水位低于水位檢測(cè)儀；邏輯0：水位高于水位檢測(cè)儀。輸出變量（L1，L2）：兩個(gè)水泵邏輯1：水泵工作；邏輯0：水泵不工作。1、邏輯抽象：L1L2ABC組合邏輯電路的設(shè)計(jì)當(dāng)水位超過(guò)C點(diǎn)時(shí)，L1

、L2均停止工作;2、列真值表110100××××××10××當(dāng)水位超過(guò)B點(diǎn)，低于C點(diǎn)時(shí)僅L1工作;當(dāng)水位低于A點(diǎn)時(shí)，L1

、L2同時(shí)工作。當(dāng)水位超過(guò)A點(diǎn)，低于B點(diǎn)時(shí)僅L2工作;L1L2111011101001110010100000

C

B

AL1L2ABC組合邏輯電路的設(shè)計(jì)L1L2111011101001110010100000CBA1×1×0101××0×××0×

00011110ABC100101××××L1