《组合逻辑电路设计方案》导学设计方案

1、1 / 7组合逻辑电路的设计教学设计教学目的 知识目标：1 1、进一步熟悉组合逻辑电路的特点。2 2、掌握组合逻辑电路的分析和一般设计方法。 技能目标：1 1、学习常用的逻辑门电路在实际中的应用。2 2、学习简单组合逻辑电路的设计。教学重点： 组合逻辑电路的一般设计方法。教学难点： 组合逻辑电路的一般设计方法。复习1 1、用卡诺图化简逻辑函数的步骤。2 2、用卡诺图化简逻辑函数的画圈原则。新授教学过程在数字系统中， 逻辑电路按其功能不同可分为两大类： 一类称为组合逻辑电 路（简称组合电路）；另一类称为时序逻辑电路（简称时序电路） 。这一章学习组 合逻辑电路的分析和设计。组合电路是指： 该电路在

2、任何时刻的输出信号值， 仅由该时刻电路的输入信 号组合决定，与信号输入前电路输出端原状态无关（非记忆性逻辑电路） 。组合电路的描述方式： 逻辑表达式、 真值表、逻辑图、卡诺图，工作波形图。 一、组合逻辑电路的分析方法1 1、分析组合电路的目的： 找出电路的输入量和输出量之间的逻辑关系，进而分 析该电路的逻辑功能。2 2、分析步骤：1 1）根据已知逻辑图逐级写出逻辑函数表达式。2 2）化简该逻辑函数表达式。3 3）列出真值表，并进行逻辑功能分析。3 3、举例分析（1 1）分析图 1 1 逻辑图的逻辑功能，要求如下：2 / 7图 1 1表 1 1解题范例：分析步骤：A A写出输出逻辑函数表达式为丫

3、二(A 二 B) C + A - B C。B B列出逻辑函数的真值表。将输入 A A、B B、C C 取值的各种组合代入逻辑表达 式中，求出输出丫的值。由此可列出表 1 1 所示的真值表。C C.逻辑功能分析。由表 1 1 可看出：在输入 A A、B B、C C 三变量中，有奇数个 1 1 时，输出丫为 1 1,否则丫为 0 0,因此，图 1 1 所示电路为三位判奇电路，又称为奇 校验电路。(2)分析图 2 2 逻辑电路的逻辑功能，要求如下：A.A. 写出逻辑表达式B.B. 列真值表C.C. 说明其逻辑功能。A.A. 写出逻辑表达式B.B. 列真值表C.C. 说明其逻辑功能输入输出ABCYfo

4、0010 0 100 1 000 1 111 0 001 0 111 1 011 1 103 / 7图 2 2解题范例：分析：此题给出了逻辑图，输入变量 A A、B B，输出变量丫。根据逻辑图的五个或 非门可以写出逻辑表达式。把输入变量的各组取值代入逻辑表达式可分别计算出输出变量的值，就得到真值表(表 2 2)。分析真值表可以得到逻辑功能。A.A.逻辑表达式及化简：丫= = A A B B A A B B 二ABABAB = = ABAB ABABB.B.真值表A AB B丫0 00 01 10 01 10 01 10 00 01 11 11 1表 2C.C.功能分析：相同得 1 1,相异得

5、0 0。是因此同或门。二、组合逻辑电路的一般设计方法1 1、 组合逻辑电路的一般设计目的根据给定的实际逻辑功能，找出实现该功能的逻辑电路。组合逻辑电路的设计步骤与组合逻辑电路的分析步骤相反。2 2、 组合逻辑电路具体设计步骤(1 1)对命题进行分析，找出该逻辑问题的输入变量和输出变量，并做出逻辑表 示方法的规定。（2 2）根据输入变量和输出状态之间的对应关系列真值表。4 / 7（3 3）根据真值表写出逻辑表达式并化简。（4 4）根据最简表达式画逻辑电路图。3 3、例题（1 1）设计 A A、B B、C C 三人表决电路，A A 具有否决权。设计一个三人投票的表决电路，当表决某个提案时，多数人同

6、意，提案通过， 同时 A A 具有否决权，用与非门实现。设 A,A, B,B, C C 三个人，表决同意用 1 1 表示，表 决不同意用 0 0 表示。丫表示表决结果，提案通过用 1 1 表示，通不过用 0 0 表示。同 时考虑 A A 具有否决权。要求：1 1）列真值表2 2）写出逻辑表达式并化简3 3）画出逻辑图。解题范例：根据题意，输入变量为 A A、B B、C,C,按二进制从小到大排列，输出为丫，A A、B B、C C 中如果有两个（含 A A）或三个变量为 1 1 时，丫= = 1 1 ； A B B C C 中有两个或三个为 0 0 时，丫=0 0。真值表如下：输入输出ABCY0

7、0 000 0 100 1 000 1 101 0 001 0 111 1 011 1 11逻辑表达式化简后可得：Y=AC+ABY=AC+ABY=AC+AE ACAB将上式用与非门表示：逻辑图如下：5 / 7设计的三人表决逻辑电路图能实现三人表决，且 A A 具有否决功能要求（2 2）、设计故障指示电路设计一个故障指示电路，要求满足以下重要条件：1 1）两台电动机同时工作，绿灯亮；2 2）其中一台电动机发生故障时，则黄灯亮；3 3）两台电动机都发生故障，则红灯亮。解题范例：1分析命题后可知，本题应有两个输入变量，三个输出函数设两台机器 A A、B B，有故障为“ 1 1”，反之为“ 0 0”；

8、输出函数 G G、丫、R R 分别代表绿灯、黄灯和红灯，灯亮为“ 1 1”，反之为“ 0 0”2根据题意列真值表（见表 3 3）o3根据真值表写出逻辑表达式，并化简：G=A B，Y=A B+A B，R=AB4画逻辑图（见图 3 3）。输人1输出A1EG YR10010一。10-1i 016 / 7（3 3 卜设计加法器在数字系统中，除了逻辑运算外，还有数值的算术运算，加法是最基本的运 算。在计算机中，加、减、乘、除等运算都可按一定运算规则转换成加法运算。 下面由同学们一起设计加法器。能完成加法运算的基本电路有半加器和全加器。1 1）半加器的概念：不带低位向本位进位的加法运算器叫半加器。2 2）

9、设计一位二进制半加器的电路。解题范例：分析命题后可知，本题应有两个输入变量，即设被加数 A A，加数 B B;两个输出函 数，即本位之和 S S，向高位进位 C C，则半加器的真值表为表 4 4 所示。_ _I_ _ _ _ _ _町b）表 4 4图 4 4根据真值表可得逻辑表达式：S S=A A LL +B B= A AB BC C = ABAB根据一位二进制半加器逻辑表达式画出其逻辑电路图（见图4a4a）。可见用异或门和与门能实现一位二进制半加器的功能。半加器图形符号见图 4b4b。图中刀是加法器的符号，COCO 为进位输出符号。3 3）全加器的概念：考虑了低位向本位进位后的加法器是全加器

10、。 解题范例：分析命题后可知，本题应有三个输入变量，即设被加数为 AiAi，加数为 BiBi，低 位来的进位为CiCi ;两个输出函数，即本位之和为 SiSi ,向高位进位为 CiCi，则全 加器的真值表为表 5 5 所示。分析表 5 5 全加器真值表。可以得到逻辑表达式：人B 匚*A0000B0101111110厂COC7 / 7表 5 5图 5 5根据逻辑表达式可以画出逻辑电路图（见图 5a5a）全加器图形符号如图 5b5b 所示，图中 CICI 是进位输入限定符号，图中刀是加法 器的符号，COCO 为进位输出符号。课堂小结1 1、组合逻辑电路的分析目的是分析逻辑图得出逻辑功能。2 2、组合逻辑电路的分析步骤；1 1）根据已知逻辑图逐级写出逻辑函数表达式。2 2）化简该逻辑函数表达式。3 3）列出真值表，并进行逻辑功能分析，得出逻辑功能。3 3、组合逻辑电路的一般设计方法1 1）对命题进行分析，找出该逻