组合逻辑电路原理概述及作用分析
第三章 组合逻辑电路的概念与原理及实际应用
3.2.2 二-十进制编码器 下面介绍74LS147二-十进制(8421)优先编码器。74LS147编码器 有9个输入端( I 1～ I 9 )，有4个输出端( Y3Y2 Y1Y0 )。 其引脚排列及逻辑符号图如图3.7所示。
第三章：组合逻辑电路
图3.7 74LS147优先编码器
第三章：组合逻辑电路
第三章：组合逻辑电路
2. 数据选择器的应用 由74LS151数据选择器的逻辑函数表达式可知，当使能端 有效时，将地址输入、数据输入代替逻辑函数中的变量 来实现一个三变量的逻辑函数。
第三章：组合逻辑电路
【例3-4】试用74LS151八选一的数据选择器实现逻辑函数 Y= ABC+ A B 。 解：将逻辑函数变换成最小项表达式为 Y= ABC + A B = ABC + A BC + A B C = m0 +m1 + m6 因为八选一数据选择器的输出逻辑函数表达式为 Y= A2 A1 A0 D0 + A2 A1 A0 D1 + A2 A1 A0 D2 + A2 A1 A0 D3 + A2 A1 A0 D4 + A2 A1 A0 D5 + A2 A1 A0 D6 +A2 A1 A0 D7 = m0 D0+m1 D1+ m2 D2 + m3 D3 + m4 D4 + m5 D5+m6 D6 + m7 D7 A2、 A1和A0 用A、B、C来代替，则有： 因此，如果将上式中的 D2 D3 D4 D5 D7 0 ，如图3.14所示，可画出该逻辑 D0 D1 D6 1， 函数的逻辑图。
第三章：组合逻辑电路
由表3.6可知，当3个使能输入端 ，且 时，74LS138译码器才 工作；否则译码器不工作。74LS138译码器正常工作时，输出端 与输入端的逻辑函数关系为
第四章组合逻辑电路的分析与设计
=1
S
C = AB 画出逻辑电路图。 画出逻辑电路图。
S = AB + AB = A ⊕ B
&
C
2．全加器——能同时进行本位数和相邻低位的进位信号的加法运算。 全加器 能同时进行本位数和相邻低位的进位信号的加法运算。
由真值表直接写出逻辑表达式，再经代数法化简和转换得： 由真值表直接写出逻辑表达式，再经代数法化简和转换得：
每一个输出变量是全部或部分 输入变量的函数： 输入变量的函数： L1=f1（A1、A2、…、Ai） 、 L2=f2（A1、A2、…、Ai） 、 …… Lj=fj（A1、A2、…、Ai） 、
4.1 组合逻辑电路的分析方法
分析过程一般包含4个步骤： 分析过程一般包含4个步骤：
例4.1.1：组合电路如图所示，分析该电路的逻辑功能。 组合电路如图所示，分析该电路的逻辑功能。
第四章 组合逻辑电路的分析与设计
组合逻辑电路的概念： 组合逻辑电路的概念： 电路任一时刻的输出状态只决定于该时刻 各输入状态的组合，而与电路的原状态无关。 各输入状态的组合，而与电路的原状态无关。
组合电路就是由门电路组合而成， 组合电路就是由门电路组合而成 ， 电路中没有记 忆单元，没有反馈通路。 忆单元，没有反馈通路。
= Ai Bi + ( Ai ⊕ Bi )C i- 1
S i = Ai ⊕ Bi ⊕ C i 1
C i = Ai Bi + ( Ai ⊕ Bi )C i- 1
根据逻辑表达式画出全加器的逻辑电路图： 根据逻辑表达式画出全加器的逻辑电路图：
& Ai Bi Ci-1 =1 Si ≥1 =1 Ci
Ai Bi Ci-1 CI ∑ CO Si Ci
4.3.3 译码器
第4章 组合逻辑电路
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4.3 编码器
主要内容：
编码器的概念 由门电路构成的三位二进制编码器 由门电路构成的二-十进制编码器 优先编码器的概念 典型的编码器集成电路74LS148及74LS147
26
4.3.1 编码器的概念
在数字电路中，通常将具有特定含义的信息（ 数字或符号）编成相应的若干位二进制代码的过程 ，称为编码。实现编码功能的电路称为编码器。 编码器功能框图如下图所示。
A B C D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
F 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1
30
根据上述各表达式可直接画出3位二进制编码 器的逻辑电路图如图所示。
31
2．优先编码器
优先编码器事先对输入端进行优先级别排序，在任何时 刻仅对优先级别高的输入端信号响应，优先级别低的输入端 信号则不响应。如图所示是8-3线优先编码器74LS148的逻辑 符号和引脚图。功能表见表4－10（P86）。
13
4.2.2组合逻辑电路的设计举例
1．用与非门设计组合逻辑电路 例4-4 用与非门设计一个三变量“多数表决电路”。 解：（1）进行逻辑抽象，建立真值表： 用A、B、C表示参加表决的输入变量，“1”代表 赞成，“0”代表反对，用F表示表决结果，“1”代表 多数赞成，“0”代表多数反对。根据题意，列真值表。
15
16
2．用或非门设计组合逻辑电路
例4-6 用或非门设计例4-5(见课本)的逻辑电路。 F(A,B,C,D)=∑m(3,7,11,13,15)
组合逻辑电路工作原理
组合逻辑电路工作原理组合逻辑电路是数字电路中的一类重要电路，它由与门、或门、非门等基本逻辑门组合而成，能够实现各种布尔函数的逻辑运算。
本文将详细介绍组合逻辑电路的工作原理。
一、组合逻辑电路的基本概念组合逻辑电路是一种没有存储功能的数字电路，其输出仅取决于当前输入信号的状态，而与历史输入信号的状态无关。
组合逻辑电路的输出完全由输入决定，是一种纯粹的函数关系。
组合逻辑电路由逻辑门组成，逻辑门是数字电路中最基本的逻辑运算单元。
与门、或门、非门是最常见的逻辑门。
与门的输出只有当所有输入都为1时才为1，或门的输出只要有一个输入为1即可为1，非门的输出与输入相反。
二、组合逻辑电路的实现方法组合逻辑电路可以通过三种方法来实现：基于逻辑门的实现、基于真值表的实现和基于卡诺图的实现。
1. 基于逻辑门的实现基于逻辑门的实现是最常用的方法之一。
逻辑门可以相互连接，通过组合连接不同的逻辑门，可以实现各种布尔函数的逻辑运算。
例如，若要实现A与B的逻辑与运算，可以将A和B分别与一个与门的两个输入端相连接，结果输出为与门的输出端。
2. 基于真值表的实现真值表是一种列出各种可能输入情况下的输出值的表格。
通过观察真值表的规律，可以得出逻辑关系，从而确定实现组合逻辑电路所需的逻辑门类型和连接方式。
3. 基于卡诺图的实现卡诺图是一种图形化的逻辑运算方法，通过在二进制表示的状态图上进行操作，可以快速找到最简化的布尔表达式。
通过卡诺图，可以确定逻辑门类型和连接方式，进而实现组合逻辑电路。
三、组合逻辑电路的工作原理组合逻辑电路的工作原理可以简单归纳为以下几个步骤：1. 输入信号传递组合逻辑电路的输入信号通过输入端传入电路中。
输入信号可以是开关、传感器等外部输入。
2. 逻辑运算输入信号进入逻辑门后，根据逻辑门的类型进行相应的逻辑运算。
与门、或门、非门等逻辑门按照事先设定的布尔运算规则对输入信号进行逻辑运算，得出运算结果。
3. 输出信号生成逻辑运算的结果将成为组合逻辑电路的输出信号。
组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路的分析在分析组合逻辑电路时，我们可以使用真值表、卡诺图或布尔代数等方法。
下面将分别介绍这些方法的基本原理和应用。
1.真值表分析法真值表是列出电路的所有可能输入和对应输出的表格。
通过逐行检查真值表的输出列，可以确定电路的功能。
真值表分析法适用于较小规模的电路，但对于较复杂的电路可能不够实用。
2.卡诺图分析法卡诺图是一种图形表示方法，用于描述逻辑函数之间的关系。
它将所有可能的输入组合表示为一个方格矩阵，每个方格代表一个状态。
相邻的方格表示输入之间只有一个位不同。
通过合并相邻的方格，我们可以找到简化逻辑函数的最小项或最小项组合。
卡诺图分析法可以用来优化逻辑电路，减少门的数量和延迟。
3.布尔代数分析法布尔代数是一种用符号和运算规则描述逻辑函数的代数系统。
我们可以使用布尔代数的运算规则来简化和优化逻辑电路。
常见的布尔代数运算包括与运算、或运算、非运算和异或运算等。
通过应用这些运算规则，我们可以将复杂的逻辑函数简化为最小项或最小项组合，从而简化电路。
在进行组合逻辑电路的分析时，我们首先需要确定电路的输入和输出。
然后，我们可以根据电路的功能和输出要求，绘制真值表或卡诺图。
通过分析真值表或卡诺图，我们可以找到逻辑函数的最小项或最小项组合。
接下来，我们可以将这些最小项或最小项组合转化为逻辑门的输入方式。
最后，我们可以使用布尔代数的运算规则来简化逻辑函数和电路。
组合逻辑电路的分析是电路设计和优化的重要一步。
通过应用不同的分析方法，我们可以更好地理解电路的功能和性质，从而更好地设计和优化电路。
在分析组合逻辑电路时，我们需要注意电路的输入和输出要求，合理选择和配置逻辑门，以及优化电路的延迟和开销。
组合逻辑电路设计
组合逻辑电路设计组合逻辑电路是数字电路中的一种基本电路类型，它由逻辑门组合而成，能够实现特定的逻辑功能。
本文将探讨组合逻辑电路设计的基本原理和方法，介绍一些常见的设计技巧。
一、组合逻辑电路的基本原理组合逻辑电路是由逻辑门（如与门、或门、非门等）按照特定的逻辑关系组成的。
它的输入信号经过逻辑门的运算后，得到输出信号。
组合逻辑电路的输出完全取决于当前的输入信号，与之前的输入信号或状态无关。
因此，它是一种无记忆性的电路。
组合逻辑电路的设计需要确定输入和输出之间的逻辑关系，即真值表。
通过真值表，我们可以得到逻辑门的布尔代数表达式，进而确定电路的结构和连接方式。
常用的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。
二、组合逻辑电路的设计方法1. 确定逻辑功能：根据需求确定电路应该实现的逻辑功能。
可以通过文字描述或真值表的形式进行规定。
2. 按照真值表确定布尔代数表达式：通过真值表，我们可以得到电路的逻辑关系，进而推导出逻辑门的布尔代数表达式。
例如，一个与门的真值表为：| 输入A | 输入B | 输出 ||------|------|-----|| 0 | 0 | 0 || 0 | 1 | 0 || 1 | 0 | 0 || 1 | 1 | 1 |由此可得与门的布尔代数表达式为：输出 = A·B。
3. 设计逻辑门电路：根据上一步得到的布尔代数表达式，选择适当的逻辑门进行组合设计。
将逻辑门按照表达式和电路的连接关系进行布局。
4. 优化电路结构：对电路进行优化，以减少逻辑门的数量和延迟。
常见的优化技术包括代数化简、费诺定理、卡诺图等。
5. 进行验证和仿真：使用逻辑仿真软件对设计的电路进行验证和调试。
通过输入不同的信号组合，检查输出是否符合预期结果。
三、组合逻辑电路的设计技巧1. 使用多级逻辑门：为了减少电路的延迟和功耗，可以使用多级逻辑门的方式来实现复杂的逻辑功能。
将多个逻辑门级联，形成一个级性结构。
2. 使用寄存器：当需要存储中间结果时，可以使用寄存器来保存数据。
电子技术 数字电路 第3章 组合逻辑电路
是F，多数赞成时是“1”， 否则是“0”。
0111 1000 1011
2. 根据题意列出真值表。
1101 1111
（3-13）
真值表
ABCF 0000 0010 0100 0111 1000 1011 1101 1111
3. 画出卡诺图，并用卡 诺图化简：
BC A 00
00
BC 01 11 10
010
3.4.1 编码器
所谓编码就是赋予选定的一系列二进制代码以 固定的含义。
一、二进制编码器
二进制编码器的作用：将一系列信号状态编制成 二进制代码。
n个二进制代码（n位二进制数）有2n种 不同的组合，可以表示2n个信号。
（3-17）
例：用与非门组成三位二进制编码器。 ---八线-三线编码器 设八个输入端为I1I8，八种状态，
全加器SN74LS183的管脚图
14 Ucc 2an 2bn2cn-1 2cn
2sn
SN74LS183
1 1an 1bn 1cn-11cn 1sn GND
（3-39）
例：用一片SN74LS183构成两位串行进位全加器。
D2
C
D1
串行进位
sn
cn
全加器
an bn cn-1
sn
cn
全加器
an bn cn-1
1 0 1 1 1 AB
AC
F AB BC CA
（3-14）
4. 根据逻辑表达式画出逻辑图。 (1) 若用与或门实现
F AB BC CA
A
&
B
C
&
1 F
&
（3-15）
(2) 若用与非门实现
数字电路中的组合逻辑分析
数字电路中的组合逻辑分析数字电路是由多个数字逻辑门组成的电路，用于实现逻辑函数的计算和处理。
其中的组合逻辑是指电路中的输出仅取决于当前的输入，而不受到过去输入的影响。
本文将对数字电路中的组合逻辑进行深入分析和探讨。
一、组合逻辑的定义与特点组合逻辑电路是一种基于当前输入产生输出的电路，它通过各个输入端的逻辑信号来控制输出端的电平状态。
与之相对的是时序逻辑电路，后者的输出还会受到过去输入的影响。
组合逻辑的特点是：输出只与当前输入相关，没有时序要求，其状态由逻辑门的逻辑运算决定。
逻辑门是指基于布尔代数进行逻辑函数运算的元件，常见的有与门、或门、非门等。
二、组合逻辑的基本原理组合逻辑电路的设计离不开布尔代数和逻辑函数的运算。
布尔代数是一种数学分支，用于描述逻辑关系和运算，逻辑函数则是布尔代数的基础，通过与、或、非等运算来定义。
在数字电路中，通过配置逻辑门的输入和输出，我们可以实现各种复杂的逻辑运算。
比如，通过与门实现逻辑与运算，通过或门实现逻辑或运算，通过非门实现逻辑非运算等。
三、常见的组合逻辑电路1. 逻辑门逻辑门是组合逻辑电路的基本构建模块，常见的有与门、或门、非门等。
与门输出的结果只有当所有输入同时为高电平时才为高电平，否则为低电平；或门输出的结果只有当任何一个输入为高电平时才为高电平，否则为低电平；非门则是将输入反转输出。
2. 多路选择器多路选择器是一种用于实现逻辑运算的组合逻辑电路。
它有多个输入端和一个输出端，通过控制信号选择其中一个输入信号输出。
多路选择器的选择功能可用于实现多种逻辑运算，如优先级编码器、译码器、地址编码器等。
3. 数字加法器数字加法器是一种用于实现数字加法运算的组合逻辑电路。
常见的数字加法器有半加器、全加器、级联加器等。
通过组合和级联这些加法器，可以实现任意长度数字的加法运算。
4. 译码器译码器是一种将有限的输入状态转换成特定的输出状态的组合逻辑电路。
它通常用于将二进制编码转换成对应的控制信号，实现多路选择、显示等功能。
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组合逻辑电路原理概述及作用分析
组合逻辑电路概述：
数字电路根据逻辑功能的不同特点，可以分成两大类，一类叫组合逻辑电路(简称组合电路)，另一类叫做时序逻辑电路(简称时序电路)。
组合逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，与电路原来的状态无关。
而时序逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出不仅取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来的状态，或者说，还与以前的输入有关。
1.半加器与全加器
①半加器
两个数A、B相加，只求本位之和，暂不管低位送来的进位数，称之为半加。
完成半加功能的逻辑电路叫半加器。
实际作二进制加法时，两个加数一般都不会是一位，因而不考虑低位进位的半加器是不能解决问题的。
②全加器
两数相加，不仅考虑本位之和，而且也考虑低位来的进位数，称为全加。
实现这一功能的逻辑电路叫全加器。
2.加法器
实现多位二进制数相加的电路称为加法器。
根据进位方式不同，有串行进位加法器和超前进位加法器两种。
①四位串行加法器：如T692。
优点：电路简单、连接方便。
缺点：运算速度不高。
最高位的计算，必须等到所有低位依此运算结束，送来进位信号之后才能进行。
为了提高运算速度，可以采用超前进位方式。