电路基础与集成电子技术136组合逻辑电路的设计

27五月2023电路基础与集成电子技术136组合逻辑电路的设计组合数字电路的设计就是根据设计的逻辑要求，将电路设计出来。电路设计的逻辑要求可以有多种表达方式：1.文字说明;2.给出电路输出的波形图;3.给出真值表。

13.6.1.1一灯二处控制电路所谓一灯二处控制，就是二个开关A和B都可以控制这盏灯。要求开关A和B每改变一次状态，灯的亮或灭就改变一次。例如楼梯上的灯，设在二层之间的缓台的上方，在楼上通过开关B可以开或关灯，在楼下通过开关A也可以开或关灯，设计能实现这一功能的逻辑电路。

13.6.1用小规模集成电路进行设计这是一个组合数字电路，设计步骤如下。

1.根据设计要求列出真值表

开关有二个状态，分别用“0”和“1”表示，A、B二个开关组合，共有四种状态，设一个初始状态灯是灭的（也可以设为亮的），根据题意可列出真值表，如表3-5所示。2.根据真值表列出逻辑式并化简表13.11比较单元真值表A

BF001001111001设初始状态A=B=0灯是亮的。灯亮用F=1表示，灯灭用F=0表示。3.根据逻辑式画出逻辑图A

BF001001111001亮灭灭亮图13.6.1接点开关控制电路图13.6.2一灯两处控制逻辑电路该电路采用异或逻辑也可以实现一灯二处控制的功能，见下图。根据前面的介绍可知，与逻辑相当触点的串联，或逻辑相当触点的并联。根据逻辑式它相当触点和B触点的串联；触点和A触点的串联，然后二者再并联。所用的开关是两个单刀双掷开关，一个触点位是原变量，另一个触点位是反变量，每个开关应该有一个公共端和二个可转换的接触点。13.6.1.2三变量一致电路的设计设计一个三变量A、B、C一致电路，设三个变量相等时电路输出F=1，输出不等时输出F=0。1．按逻辑要求列出真值表2．由真值表写出逻辑式将以上逻辑式进行变换，设

该电路只有当A=B=C=0和A=B=C=1时输出等于“1”。显然3．画出逻辑图

13.6.1.3代码转换电路的设计设计一个代码转换译码器，要求将余三码转换为BCD8421码。1．按逻辑要求列出真值表十进制E3

E3E1E0DCBA012345678900110100010101100111100010011010101111000000000100100011010001010110011110001001000000010010110111101111不使用的码约束项2．由真值表写出逻辑式3由真值表可知，有六项0000、0001、0010、1101、1110、1111，它们受到余三码编码条件的限制而不存在，或称之为受到约束，这六个最小项就是约束项，它们永远为“0”，即由于约束项实际上并不存在，这样，约束项既可当“0”，也可当“1”，并不影响电路的逻辑功能，我们用或者这个符号表示约束项，这有利于化简。将真值表中的余三码作为输入变量，BCD8421码作为输出变量。写出输出关于输入的逻辑表达式，需要用4个卡诺图。由卡诺图可得BCD8421码的逻辑表达式：图13.6.4卡诺图3．对逻辑式进行简化和变换在画逻辑图时，将C式、D式变换如下。4．画出逻辑图图13.6.5代码转换译码器逻辑图13.3.2.3LED显示译码器的设计(1)确定字形与编码的对应关系字形ＡＢＣａｂｃｄｅｆｇ

000

001

010

011100(2)画出卡诺图(3)根据卡诺图写出逻辑式(4)根据逻辑式画出逻辑图

13.6.1.4任意字形显示译码器电路的设计设计一个显示译码器，采用共阳极数码管，每个笔划段电流小于8mA，显示的字型如图13.6.6所示。图13.6.6设计的显示字型1．按逻辑要求列出显示字形的真值表要显示的字型有７个，确定控制变量数为三个，用A、B、C表示。三个控制变量可以控制８个字型，多余的一个可以视为任意状态。采用共阳极LED数码管，笔划段加“1”代表该笔划段熄灭，笔划段加“0”代表该笔划段点亮，于是可以做出真值表。2．由真值表填入卡诺图并写出逻辑式图13.6.8LED显示译码器的逻辑图13.6.2用中规模集成电路进行设计13.6.2.1用二进制译码器实现任意组合逻辑电路100mi用三变量二进制译码器74LS138实现一个全加器。可以用数据选择器实现组合逻辑电路，因为数据选择器是一个mi的电路结构。在用MUX实现组合数字电路时，分二种情况，一是MUX选择变量的数目与要实现的组合电路的变量数相同；二是选择变量的数目要少于组合电路的变量数。下面通过事例来说明用MUX构成组合数字电路的方法。先看选择变量的数目与要实现的组合电路的变量数相同的情况。用MUX实现下列组合逻辑函数：=m6+m7+m0+m2+m4=m0+m2+m4+m6+m713.6.2.2用数据选择器实现任意组合逻辑电路1.输入逻辑变量数目与选择变量相同采用八选一数据选择器存在的最小项就在数据输入端接“1”；不存在的最小项接“0”。用四选一数据选择器的情况从三个变量中挑选哪两个选择变量，有时结果简单的程度会不同。反相器进行第一级译码MUX进行第二级译码

2.输入逻辑变量数目多于选择变量四位全加器做代码转换用。Di

Ci

Bi

Ai

DO

CO

BO

AO

00000000000100010010001000110011010001000101100001101001011110101000101110011100Di

Ci

Bi

Ai+0000=OUTDi

Ci

Bi

Ai+0011=OUTBCD8421码BCD5421码13.6.2.3用4位全加器设计代码转换电路CACBD从而完成了BCD8421码至BCD5421码的转换。通