電子技術(shù)與應(yīng)用項(xiàng)目化教程 課件 項(xiàng)目12 第2講 組合邏輯電路設(shè)計(jì)方法

項(xiàng)目十二——組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法（第2講）課前導(dǎo)入

搶答器、表決器、報(bào)警器、產(chǎn)品檢驗(yàn)器、水位探測(cè)器等。

邏輯思維、邏輯抽象、分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，具備分析、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)的基本技能。課前導(dǎo)入

求真務(wù)實(shí)、忠誠(chéng)奉獻(xiàn)、不懈奮斗的科學(xué)精神；精益求精、大膽專研的工作作風(fēng)。顧德仁是成都電訊工程學(xué)院博士生導(dǎo)師，長(zhǎng)期從事電路系統(tǒng)、信號(hào)與信息處理技術(shù)領(lǐng)域的教學(xué)與科研工作，主編《脈沖技術(shù)》《脈沖與數(shù)字電路》等多部著作，培養(yǎng)博士生30余名。組合邏輯電路的設(shè)計(jì)內(nèi)容：組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法實(shí)際應(yīng)用目的：掌握組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法實(shí)際應(yīng)用重點(diǎn)：卡諾圖化簡(jiǎn)方法及應(yīng)用學(xué)習(xí)要求：重點(diǎn)：組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法實(shí)際應(yīng)用難點(diǎn)：組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法實(shí)際應(yīng)用工作任務(wù)：

試用與非門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)舉重裁判表決電路。

要求：

設(shè)舉重比賽有3個(gè)裁判，一個(gè)主裁判和兩個(gè)副裁判。只有當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上裁判判明成功，并且其中有一個(gè)為主裁判時(shí)，表明舉重成功。分析方法設(shè)計(jì)方法組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法：

與分析過(guò)程相反，組合邏輯電路的設(shè)計(jì)是根據(jù)給出的實(shí)際邏輯問(wèn)題，求出實(shí)現(xiàn)這一邏輯功能的最佳邏輯電路。畫(huà)邏輯圖邏輯表達(dá)式列真值表提出問(wèn)題化簡(jiǎn)變換分析歸納化簡(jiǎn)畫(huà)圖設(shè)計(jì)步驟：邏輯電路圖邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)或變換確定電路功能列真值表所用的邏輯器件數(shù)目最少，器件的種類最少，且器件之間的連線最少。

滿足速度要求，應(yīng)使級(jí)數(shù)最少，以減少門(mén)電路的延遲。

功耗小，工作穩(wěn)定可靠。①③②工程上的最佳設(shè)計(jì)，通常需要用多個(gè)指標(biāo)去衡量，主要考慮的問(wèn)題有以下幾個(gè)方面：煙感A、溫感B、紫外線光感C探測(cè)器發(fā)出火災(zāi)檢測(cè)信號(hào)用1表示,沒(méi)有用0表示報(bào)警控制信號(hào)Y產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)用1表示,沒(méi)有用0表示輸入變量：輸出變量：設(shè)計(jì)過(guò)程：

1.單輸出組合邏輯電路設(shè)計(jì)

一火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，設(shè)有煙感、溫感和紫外線光感三種類型的火災(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。(1)分析設(shè)計(jì)要求：設(shè)輸入輸出變量并邏輯賦值

(2)列真值表：把邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)換成數(shù)字表示形式真值表ＡＢＣＹ００００００１００１０００１１１１０００１０１１１１０１１１１１(3)由真值表寫(xiě)邏輯表達(dá)式：

化簡(jiǎn)得最簡(jiǎn)式：

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11ABC0100011110Y

(4)畫(huà)邏輯電路圖：

用一個(gè)與或非門(mén)加一個(gè)非門(mén)就可以實(shí)現(xiàn)，其邏輯電路圖如圖所示：如果作以下變換：用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)：1～2號(hào)發(fā)電機(jī)以Y1、Y2表示輸入變量：輸出變量：發(fā)電機(jī)啟動(dòng)為1,關(guān)機(jī)為0設(shè)計(jì)過(guò)程：1～3號(hào)生產(chǎn)線以A、B、C表示生產(chǎn)線開(kāi)工為1，停工為0

某工廠有三條生產(chǎn)線，耗電分別為1號(hào)線10kW，2號(hào)線20kW，3號(hào)線30kW，生產(chǎn)線的電力由兩臺(tái)發(fā)電機(jī)提供，其1號(hào)機(jī)20kW，2號(hào)機(jī)40kW。試設(shè)計(jì)一個(gè)供電控制電路，根據(jù)生產(chǎn)線的開(kāi)工情況啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，使電力負(fù)荷達(dá)到最佳配置。(1)分析設(shè)計(jì)要求：設(shè)輸入輸出變量并邏輯賦值2.多輸出組合邏輯電路設(shè)計(jì)（2）邏輯真值表：把邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)換成數(shù)字表示形式（3）邏輯表達(dá)式輸入變量：A:1號(hào)線10kW，B:2號(hào)線20kW，C:3號(hào)線30kW。輸出變量：Y1:1號(hào)機(jī)20kW，Y2:2號(hào)機(jī)40kW。（4）卡諾圖化簡(jiǎn)

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1ABC0100011110Y1

ABC0100011110Y2

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1與或式：與非－與非式：（5）邏輯電路圖與或式與非－與非式與或式：與非－與非式：拓展：有一大水箱由YS、YL兩臺(tái)水泵供水，水箱中設(shè)置了三個(gè)水位檢測(cè)元件A、B、C，如圖所示。水面低于檢測(cè)元件時(shí)，檢測(cè)元件輸出高電平，水面高于檢測(cè)元件時(shí)，檢測(cè)元件輸出低電平?，F(xiàn)要求水位超過(guò)C點(diǎn)時(shí)，YS、YL停止工作；水位低于C點(diǎn)但高于B點(diǎn)時(shí)，YS單獨(dú)工作；水位低于B點(diǎn)但高于A點(diǎn)時(shí)，YL單獨(dú)工作；水位低于A點(diǎn)時(shí)，YS、YL同時(shí)工作。試設(shè)計(jì)此控制電路。

①邏輯抽象輸入變量：水位檢測(cè)元件以A、B、C表示，低于檢測(cè)元件為1，高于為0；輸出變量：水泵以YS、YL表示，水泵工作為1，不工作為0；設(shè)計(jì)過(guò)程：輸入變量：水位檢測(cè)元件以A、B、C表示，低于檢測(cè)元件為1，高于為0；輸出變量：水泵以YS、YL表示，水泵工作為1，不工作為0；YSYLBAC示意圖②列邏輯真值表③卡諾圖化簡(jiǎn)

ABC0100011110YL

ABC0100011110YS×

1×

1××

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×

1×

××④邏輯電路圖例1：試用與非門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)最簡(jiǎn)邏輯電路的產(chǎn)品合格檢驗(yàn)器。產(chǎn)品有三項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)，其中一項(xiàng)為關(guān)鍵指標(biāo)，當(dāng)有兩項(xiàng)及兩項(xiàng)以上指標(biāo)合格，且包含關(guān)鍵指標(biāo)合格才能選為合格產(chǎn)品。解：①邏輯抽象輸入變量：關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)為A，一般質(zhì)量指標(biāo)為B、C。合格為1，不合格為0；輸出變量：產(chǎn)品合格與否用變量Y表示，合格為1，不合格為0；②邏輯真值表③卡諾圖化簡(jiǎn)

ABC0100011110Y

1

11④邏輯電路圖課堂小練：某車間有A、B、C、D四臺(tái)電動(dòng)機(jī)，今要求：（1）A必須開(kāi)機(jī)；（2）其他三臺(tái)電動(dòng)機(jī)至少有兩臺(tái)開(kāi)機(jī)。如果不滿足上述要求，則指示燈熄滅。設(shè)指示燈亮為“1”，熄滅為“0”。電動(dòng)機(jī)的開(kāi)機(jī)信號(hào)通過(guò)某種裝置送到各自的輸入端，使該輸入端為“1”，否則為“0”。試用“與非門(mén)”組成指示燈亮的邏輯圖。邏輯功能邏輯電路圖組合邏輯電路的分析方法邏輯電路圖邏輯表達(dá)式真值表組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法實(shí)際問(wèn)題真值表邏輯表達(dá)式工作任務(wù)：

試用與非門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)舉重裁判表決電路。

要求：

設(shè)舉重比賽有3個(gè)裁判，一個(gè)主裁判和兩個(gè)副裁判。只有當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上裁判判明成功，并且其中有一個(gè)為主裁判時(shí)，表明舉重成功。畫(huà)邏輯圖邏輯表達(dá)式列真值表提出問(wèn)題化簡(jiǎn)變換分析歸納化簡(jiǎn)