組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法

組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法數(shù)字電子技術(shù)2023/9/2821.1組合邏輯電路的分析方法1.2組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法2023/9/2831.1組合邏輯電路的分析方法1.分析的主要步驟如下：

(1)由邏輯圖寫(xiě)表達(dá)式；

(2)化簡(jiǎn)表達(dá)式；

(3)列真值表；

(4)描述邏輯功能。

門(mén)級(jí)組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法

小規(guī)模集成電路是指每片在十個(gè)門(mén)以下的集成芯片。

所謂組合邏輯電路的分析，就是根據(jù)給定的邏輯電路圖，求出電路的邏輯功能。2023/9/2842.舉例說(shuō)明組合邏輯電路的分析方法

例4-1試分析圖3-1所示電路的邏輯功能。

解：第一步：由邏輯圖可以寫(xiě)輸出F的邏輯表達(dá)式為：圖3-1例3-1邏輯電路圖2023/9/285

第二步：可變換為

F=AB+AC+BC

第三步：列出真值表如表4-1所示。ＡＢＣF００００００１００１０００１１１１０００１０１１１１０１１１１１表4-1例3-1真值表

第四步：確定電路的邏輯功能。由真值表可知，三個(gè)變量輸入Ａ，Ｂ，Ｃ，只有兩個(gè)及兩個(gè)以上變量取值為1時(shí)，輸出才為1。可見(jiàn)電路可實(shí)現(xiàn)多數(shù)表決邏輯功能。2023/9/286例4-2分析圖4-2（a）所示電路的邏輯功能。圖4-2例4-2邏輯電路圖仿真

2023/9/287

解：為了方便寫(xiě)表達(dá)式，在圖中標(biāo)注中間變量，比如F1、F2和F3。S2023/9/288表4-2例4-2真值表

該電路實(shí)現(xiàn)兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)相加的功能。S是它們的和，C是向高位的進(jìn)位。由于這一加法器電路沒(méi)有考慮低位的進(jìn)位，所以稱(chēng)該電路為半加器。根據(jù)S和C的表達(dá)式，將原電路圖改畫(huà)成圖3-2（b）所示的邏輯圖。圖4-2（b）邏輯圖2023/9/2891.2組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法１.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟：

(1)分析設(shè)計(jì)要求，設(shè)置輸入輸出變量并邏輯賦值；

(2)列真值表；

(3)寫(xiě)出邏輯表達(dá)式，并化簡(jiǎn)；

(4)畫(huà)邏輯電路圖。

與分析過(guò)程相反，組合邏輯電路的設(shè)計(jì)是根據(jù)給定的實(shí)際邏輯問(wèn)題，求出實(shí)現(xiàn)其邏輯功能的最簡(jiǎn)單的邏輯電路。2023/9/28102.組合邏輯電路設(shè)計(jì)方法舉例。

例4-3一火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，設(shè)有煙感、溫感和紫外光感三種類(lèi)型的火災(zāi)探測(cè)器。為了防止誤報(bào)警，只有當(dāng)其中有兩種或兩種以上類(lèi)型的探測(cè)器發(fā)出火災(zāi)檢測(cè)信號(hào)時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警控制信號(hào)。設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)生報(bào)警控制信號(hào)的電路。解：(1)分析設(shè)計(jì)要求，設(shè)輸入輸出變量并邏輯賦值；

輸入變量：煙感A

、溫感B，紫外線(xiàn)光感C；輸出變量：報(bào)警控制信號(hào)Y。邏輯賦值：用1表示肯定，用0表示否定。2023/9/2811

(2)列真值表；把邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)換成數(shù)字表示形式；

表3-2例3-3真值表ＡＢＣＹ００００００１００１０００１１１１０００１０１１１１０１１１１１

(3)由真值表寫(xiě)邏輯表達(dá)式，并化簡(jiǎn)；

化簡(jiǎn)得最簡(jiǎn)式：2023/9/2812圖4-3例4-3的邏輯電路圖

(4)畫(huà)邏輯電路圖：

用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)，其邏輯圖與例3-1相同。如果作以下變換：

用一個(gè)與或非門(mén)加一個(gè)非門(mén)就可以實(shí)現(xiàn)，其邏輯電路圖如圖4-3所示。2023/9/2813例4-4有三個(gè)班學(xué)生上自習(xí)，大教室能容納兩個(gè)班學(xué)生，小教室能容納一個(gè)班學(xué)生。設(shè)計(jì)兩個(gè)教室是否開(kāi)燈的邏輯控制電路，要求如下：

(1)一個(gè)班學(xué)生上自習(xí)，開(kāi)小教室的燈。

(2)兩個(gè)班上自習(xí)，開(kāi)大教室的燈。

(3)三個(gè)班上自習(xí)，兩教室均開(kāi)燈。解（１）確定輸入、輸出變量的個(gè)數(shù):根據(jù)電路要求，設(shè)輸入變量Ａ、Ｂ、Ｃ分別表示三個(gè)班學(xué)生是否上自習(xí),1表示上自習(xí),０表示不上自習(xí)；輸出變量Ｙ、Ｇ分別表示大教室、小教室的燈是否亮,１表示亮,０表示滅。2023/9/2814（２）列真值表：如表3-4所示。

表4-4例4-3的真值表ABCYG00000101001110010111011100010110011010112023/9/2815

(４)畫(huà)邏輯圖:邏輯電路圖如圖4.5(a)所示。若要求用ＴTＬ與非門(mén)，實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)電路的設(shè)計(jì)步驟如下：首先,將化簡(jiǎn)后的與或邏輯表達(dá)式轉(zhuǎn)換為與非形式；然后再畫(huà)出如圖4.5(b)所示的邏輯圖；最后，畫(huà)出用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)的組合邏輯電路。

（３）化簡(jiǎn):利用卡諾圖化簡(jiǎn),如圖3.4所示可得:2023/9/2816圖4-4例4