10组合逻辑电路分析设计

1、4 组合逻辑电路4.1组合逻辑电路的分析4.2组合逻辑电路的设计4.3组合逻辑电路中的竞争和冒险4.4常用组合逻辑集成电路4.5组合可编程电路1教学基本要求1.熟练掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法 2.掌握编码器、译码器、数据选择器、数值比较器和加法器的逻辑功能及其应用；2组合逻辑电路的一般框图Li = f (A1, A2 , , An ) (i=1, 2, , m)工作特征:组合逻辑电路工作特点:在任何时刻，电路的输出状态只取决于同一时刻的输入状态而与电路原来的状态无关。组合逻辑电路概念结构特征:1、输出、输入之间没有反馈延迟通路，2、不含记忆单元数字系统中，常见电路区分成两大类，组合逻

2、辑电路和时序逻辑电路。3二. 组合逻辑电路的分析步骤：4.1 组合逻辑电路的分析1、 由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式；2、 化简和变换逻辑表达式；3、 列出真值表；4、 根据真值表或逻辑表达式，经分析最后确定其功能。根据已知逻辑电路，经分析确定电路的的逻辑功能。一. 组合逻辑电路分析4 三、组合逻辑电路的分析举例 例1 分析如图所示逻辑电路的功能。1. 根据逻辑图写出输出函数的逻辑表达式2. 列写真值表。 10010110111011101001110010100000CBA001111003. 确定逻辑功能： 解：输入变量的取值中有奇数个1时，L为1，否则L为0,电路具有奇校验功能。如要实

3、现偶校验，电路应做何改变？5例2 试分析下图所示组合逻辑电路的逻辑功能。解：1、根据逻辑电路写出各输出端的逻辑表达式，并进行化简和变换。X = A62、列写真值表真值表 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 Z Y X C B A000011110011110001011010X = A7电路逻辑功能：是对输入的二进制数求反码。最高位为符号位，0表示正数，1表示负数，正数的反码与原码相同；负数的数值部分是在原码的基础上逐位求反。3、确定电路逻辑功能真值表 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0

4、 0 0 0 Z Y X C B A0000111100111100010110108例3 分析如图所示逻辑电路的功能 解：1.写输出表达式并化简： &1&ABSCZ1Z2Z3S92.列真值表： 0 00 11 01 1 C SA B 0 00 10 11 03.分析功能： A、B都为0时，S为0，C也为0；当A、B有一个为1时，S为1，C为0；A、B都为1时，S为0，C为1。 这符合两个1位二进制数相加的原则，即A、B为加数，S是它们的和，C是向高位的进位。半加器。 101、逻辑抽象：根据实际逻辑问题的因果关系确定输入、输出变量，并定义逻辑状态的含义；2、根据逻辑描述列出真值表；3、由真值表

5、写出逻辑表达式;5、画出逻辑图。4、根据器件的类型,简化和变换逻辑表达式二、组合逻辑电路的设计步骤 一、组合逻辑电路的设计：根据实际逻辑问题，求出所要求逻辑功能的最简单逻辑电路。4.2 组合逻辑电路的设计11例1 某火车站有特快、直快和慢车三种类型的客运列车进出，试用两输入与非门和反相器设计一个指示列车等待进站的逻辑电路，3个指示灯一、二、三号分别对应特快、直快和慢车。列车的优先级别依次为特快、直快和慢车，要求当特快列车请求进站时，无论其它两种列车是否请求进站，一号灯亮。当特快没有请求，直快请求进站时，无论慢车是否请求，二号灯亮。当特快和直快均没有请求，而慢车有请求时，三号灯亮。12解：（1）

6、 逻辑抽象。输入信号: I0、I1、I2分别为特快、直快和慢车的进站请求信号且有进站请求时为1，没有请求时为0。输出信号: L0、L1、L2分别为3个指示灯的状态，且灯亮为1，灯灭为0。I0I1I2L0L1L2000000110001010001001根据题意列出真值表（2） 写出各输出表达式。L0 = I013(3) 根据要求将上式变换为与非形式(4) 根据输出逻辑表达式画出逻辑图。14例2 试设计一个码转换电路，将4位格雷码转换为自然二进制码。可以采用任何逻辑门电路来实现。解：(1) 明确逻辑功能，列出真值表。设输入变量为G3、G2、G1、G0为格雷码，当输入格雷码按照从0到15递增排序时

7、，可列出逻辑电路真值表：输出变量B3、B2、B1和B0为自然二进制码。150 1 1 10 1 0 00 1 1 00 1 0 10 1 0 10 1 1 10 1 0 00 1 1 00 0 1 10 0 1 00 0 1 00 0 1 10 0 0 10 0 0 10 0 0 00 0 0 0B3 B2 B1 B0G3 G2 G1 G0输 出输 入1 1 1 11 0 0 01 1 1 01 0 0 11 1 0 11 0 1 11 1 0 01 0 1 01 0 1 11 1 1 01 0 1 01 1 1 11 0 0 11 1 0 11 0 0 01 1 0 0B3 B2 B1 B0

8、G3 G2 G1 G0输 出输 入逻辑电路真值表16(2) 画出各输出函数的卡诺图，并化简和变换。33GB= =2B+2G3G2G3G17+2G3G1B=1G+2G3G1G2G3G1G+2G3G1G=3G2G1G0B=3G2G1G0G=(2G3G)+2G3G1G+2G3G)+2G3G1G(18(3) 根据逻辑表达式，画出逻辑图19例3 设计一个裁决电路，1名主裁A，3名副裁B、C、D，主裁通过记2票，副裁通过记1票，设计一个少数服从多数的裁决电路，用与非门实现。 解：1.设输入变量为A（主）、B、C、D（副）， 输出变量为L，通过为1，不通过为0。 202. 列真值表 00000001011111110 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1LA B C D3. 填卡诺图，化简 00000010LABCD000111101111011100100111214. 画逻辑图 &ABCDL&22例4 某车间有3台设备，1台有故障时黄灯亮，2台有故障时红灯亮，3台有故障时红黄灯都亮，设计一个显示车间设备故障情况的电路，并用与非门加以实现。 解：1. 设3台设备分别为A、B、C为输入变量，有故障为1，无故