数字电路_Ch05_组合逻辑
数字电路组合逻辑电路ppt课件
一、普通编码器
任何时刻只允许 输入一个编码信 号，否则输出将 发生混乱。
3位二进制（8线－3线）编码器 12
输入
输出
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0
10000000000
01000000001
00100000010
00010000011
00001000100
00000100101
9
3.交通信号灯的正常工作状态与故障状态
10
4.设计一个路灯控制电路，要求实现 的功能是：当总电源开关闭合时，安装 在三个不同地方的三个开关都能独立地 将灯打开或熄灭；当总电源开关断开时， 路灯不亮。
11
4.3 若干常用组合逻辑电路
4.3.1 编码器
编码：将一组信号按一定规律编码，每 一组代码都有确定的含义。 编码器：实现编码功能的逻辑电路。
29
30
4.3.3 数据选择器
在多路数据传送过程中， 能够根据需要将其中任意
输 入 数
一路挑选出来的电路，叫 据
做数据选择器，也称为多
路选择器或多路开关。
选择控制信号
31
采用CMOS传输门结构的数据选择器CC14539
32
33
双4选1数据选择器74LS153
34
用两个4选1数据选择器接成的8选1数据选择器
4.2.1 组合逻辑电路的分析方法 分析步骤：
1. 由逻辑图逐级写出各输出端的逻辑表达式 2. 化简（最简与或式）和变换各逻辑表达式 3. 列出真值表 4. 根据真值表和逻辑表达式对电路进行分析， 并确定电路的功能
3
4
5
4.2.2 组合逻辑电路的设计过程
设计步骤： 1.逻辑抽象:分析问题的因果关系，确
数字电子技术基础组合逻辑电路
设 A、B、C 同意提案时取值 为 1，不同意时取值为 0；Y 表达 表决成果，提案经过则取值为 1， 不然取值为 0。可得真值表如右。
ABC Y 000 0 001 0 010 0
(2)化简输出函数，并求最简与非式 0 1 1 0
BC
100 0
A 00 01 11 10 Y=AC+AB
0 0 00 0
4.3 若干常用组合逻辑电路
4.3.1 编码器 • 编码：将输入旳每个高/低电平信号变成一
种相应旳二进制代码
《数字电子技术基础》第五版
编码
将具有特定含义旳信息编 成相应二进制代码旳过程。
编码器(即Encoder)
实现编码功能旳电路
被编 信号
编 码 器
二进制 代码
编码器
二进制编码器 二-十进制编码器 优先编码器
1 0 0 1
0 1 1 1
由式卡可 诺C位进i(画图-13位体)出为C入分。将现i其：-当S直1析这两i =相输接A逻种个1i加由入推B，01辑功一i有，出C不S功能位ii0奇-S整体然1能0旳二i 数个为现S电进0个i1电式本1=路制路可0位1称1数。11时1旳知和为，A输，，1全1i0出C、加i逻B器为可i辑。向与列式高低出。位真位值产来表生旳为进旳
• 例：8线-3线优先 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
编码器 • （设I7优先权最
Y2
I7
I
' 7
I
6
I
' 7
I
' 6
I
5
I
' 7
I
' 6
I
' 5
I
4
高…I0优先权最低）
模拟电路CH05第五版
02
模拟电路的基本元件
电阻
总结词
电阻是模拟电路中最基本的元件之一，用于限制电流的流动 。
详细描述
电阻由导电材料制成，其阻值取决于其长度、横截面积和材料。 在电路中，电阻用于消耗电能，从而产生电压降。电阻的阻值 通常用欧姆（Ω）表示。
电容
总结词
电容是模拟电路中用于存储电荷的元件。
详细描述
电容由两个平行板组成，中间填充绝缘材料。电容的容量取决于两板之间的距离、面积 和介电常数。电容在电路中的作用是过滤交流信号、储能和旁路。电容的容量通常用法
新工艺的探索
纳米压印技术
纳米压印技术可实现大规模、低成本 、高精度电路制造，有助于提高模拟 电路的性能和集成度。
柔性电子工艺
柔性电子工艺可制造出可弯曲、可穿 戴的模拟电路，为智能穿戴设备和生 物医疗领域提供新的可能性。
新技术的研发
神经网络模拟电路
借鉴生物神经网络的原理，研发新型 模拟电路，实现更高效、更智能的信 息处理。
通过应用诺顿定理，可以将电路中的电流源和电阻进 行简化，从而更容易地求解电路中的电流和电压。诺 顿定理在模拟电路分析和设计中也具有重要应用，特 别是在分析负反馈放大器和滤波器等电路的性能时。
交流分析方法
总结词
交流分析方法是一种用于分析交流信号在模拟电路中传 输和处理的方法。
详细描述
交流分析方法包括频率响应分析和瞬态分析。频率响应 分析用于研究电路在不同频率下的性能表现，如增益、 相位和带宽等；瞬态分析则用于研究电路在输入信号变 化时的动态响应。通过交流分析方法，可以全面了解模 拟电路在不同频率和时间尺度下的行为特性，从而优化 电路设计。
03
02
结果分析
根据实验数据和指标，分析电路的 性能和特点。
组合逻辑电路 常用组合逻辑电路
与非门
17
1
18
三、二-十进制优先编码器
19
4.3.2 译码器
译码： 编码的逆过程，将编码时赋予代码的 特定含义“翻译”出来。
译码器： 实现译码功能的电路。 常用的有：二进制译码器，二-十进制译码器，
显示译码器等
20
二进制译码器
输入
输
出
A2 A1 A0 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 0 0000000001
为了区分一系列不同的事物，将每个事物用一 个二进制代码表示，这就是编码。
实现编码的逻辑电路，称为编码器。 目前经常使用的编码器有普通编码器和优先编
码器两种。
2
（1） 普通编码器—8线-3线编码器
3
3位二进制编码器的真值表
输入
输出
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
10 0 0 0 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 1
低电平驱动
公共阴极
公共阳极
七段显示LED数码管 (a) 外形图 (b) 共阴型 (c) 共阳型
31
输
数字 A3
0
0
1
0
2
0
3
0
4
0
5
0
6
0
7
0
8
1
9
1
10 1
11 1
12 1
13 1
14 1
15 1
入
输
出
A2 A1 A0 Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg
教案-数字电路-组合逻辑
教案数字电路组合逻辑一、教学目标1. 理解组合逻辑电路的基本概念和特点2. 掌握逻辑门电路的原理和应用3. 学习常见的组合逻辑电路及其功能4. 能够分析和设计简单的组合逻辑电路二、教学内容1. 组合逻辑电路概述组合逻辑电路的定义组合逻辑电路的特点2. 逻辑门电路与门、或门、非门的基本原理和真值表与非门、或非门、异或门的基本原理和真值表逻辑门电路的应用3. 常见的组合逻辑电路加法器编码器译码器数据选择器多路分配器4. 组合逻辑电路的设计方法最小项表达式和卡诺图Karnaugh图的绘制方法和规则逻辑函数的化简方法5. 组合逻辑电路的分析方法真值表的分析方法卡诺图的分析方法Karnaugh图的分析方法三、教学方法1. 讲授法通过讲解组合逻辑电路的基本概念、逻辑门电路的原理和常见的组合逻辑电路的功能，使学生掌握组合逻辑电路的基本知识。
2. 案例分析法通过分析具体的组合逻辑电路案例，使学生了解组合逻辑电路的设计方法和分析方法。
3. 实践操作法通过实验室实践，使学生了解逻辑门电路的物理实现，增强对组合逻辑电路的理解。
四、教学评估1. 课堂问答通过提问的方式检查学生对组合逻辑电路的基本概念和逻辑门电路的理解。
2. 练习题布置相关的练习题，检查学生对组合逻辑电路的设计方法和分析方法的掌握。
3. 实验报告通过实验室实践，评估学生对组合逻辑电路的理解和应用能力。
五、教学资源1. 教材《数字电路》《组合逻辑电路》2. 实验室设备逻辑门电路实验板组合逻辑电路实验板3. 多媒体教学资源PowerPoint课件教学视频六、教学步骤1. 引入组合逻辑电路的概念，解释其特点，让学生了解组合逻辑电路的基本组成和作用。
2. 详细讲解逻辑门电路的原理和真值表，通过示例说明各种逻辑门的应用。
3. 介绍常见的组合逻辑电路，如加法器、编码器、译码器、数据选择器和多路分配器，让学生了解它们的功能和原理。
4. 教授组合逻辑电路的设计方法，如最小项表达式、卡诺图和逻辑函数的化简方法，并通过实例演示设计过程。
组合逻辑电路
组合逻辑电路
组合逻辑电路，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。
所谓逻辑问题的描述，就是将文字描述的设计要求抽象为一个逻辑表达式。
通常的方法是：先建立输入输出逻辑变量的真值表，再由真值表写出逻辑表达式。
有些情况下，可由设计要求直接建立逻辑表达式。
数字电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类，组合逻辑电路的特点是输出信号只是该时的输入信号的函数，与别时刻的输入状态无关，它是无记忆功能的。
教案数字电路组合逻辑
教案数字电路组合逻辑一、教学目标1. 理解组合逻辑电路的基本概念和特点2. 掌握逻辑门电路的原理和应用3. 学会使用逻辑门电路设计简单的组合逻辑电路4. 能够分析组合逻辑电路的功能和性能二、教学内容1. 组合逻辑电路的基本概念组合逻辑电路的定义组合逻辑电路的特点2. 逻辑门电路与门（AND gate）或门（OR gate）非门（NOT gate）与非门（NAND gate）或非门（NOR gate）与或门（AND-OR gate）3. 组合逻辑电路的设计设计原则和方法常用组合逻辑电路的设计实例4. 组合逻辑电路的分析分析方法和技术组合逻辑电路的功能和性能评估三、教学方法1. 讲授法：讲解组合逻辑电路的基本概念、逻辑门电路的原理和应用，以及组合逻辑电路的设计和分析方法。
2. 实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自搭建和测试逻辑门电路，以及设计简单的组合逻辑电路。
3. 案例分析法：通过分析具体的组合逻辑电路实例，帮助学生理解和掌握组合逻辑电路的设计和分析方法。
四、教学准备1. 教材或教学资源：准备相关的教材或教学资源，包括PPT、讲义、实验指导书等。
2. 实验室设备：准备逻辑门电路实验套件，让学生能够进行实验操作。
3. 教学工具：准备投影仪、白板、粉笔等教学工具，以便进行讲解和演示。
五、教学评估1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的参与程度，包括提问、回答问题和讨论等。
2. 实验报告：评估学生在实验环节的动手能力和对组合逻辑电路的理解程度。
3. 课后作业：布置相关的课后作业，评估学生对组合逻辑电路知识的掌握情况。
4. 期末考试：设计期末考试题目，包括选择题、填空题、简答题和计算题等，全面评估学生的学习成果。
六、教学计划1. 课时安排：本课程共计32课时，包括16次理论课和16次实验课。
2. 课程进度安排：理论课：每次课2课时，共计16课时实验课：每次课2课时，共计16课时七、教学活动1. 理论课：讲解组合逻辑电路的基本概念和特点讲解逻辑门电路的原理和应用讲解组合逻辑电路的设计方法分析组合逻辑电路的功能和性能2. 实验课：搭建逻辑门电路测试逻辑门电路的功能设计简单的组合逻辑电路分析组合逻辑电路的功能和性能八、教学资源1. 教材或教学资源：推荐学生阅读《数字电路与逻辑设计》等教材，并提供相关的教学PPT、讲义、实验指导书等资源。
数字电路组合逻辑电路
L1 I 0 I 1
L2 I 0 I 1 I 2
3、 根据要求将上式变换为与非形式
L0 I 0
输 出 L1 0 0 L2 0 0
L1 I 0 I 1
L2 I 0 I 1 I 2
0 0
× 1
0 0
1 0
0 1
4、 根据输出逻辑表达式画出逻辑图。
L0 I 0
1
L1 I 0 I 1
② 真值表
③ 分析逻辑功能
※ 此为自然二
进制码转换为格雷 码的代码转换电路
分析下图所示逻辑电路，当M=0和M=1时，各具有什么逻辑功能？
4.2 组合逻辑电路的设计
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。 二、组合逻辑电路的设计步骤 1、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、由真值表写出逻辑表达式; 4、根据器件的类型,简化和变换逻辑表达式
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。
解：1、 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。 (2) 写出各输出逻辑表达式。 根据题意列出真值表
A B
=1
Z =1 L
C 1.根据逻辑图写出输出函数的逻辑表达式 解：
L Z C ( A B) C A B C
2. 列写真值表。 3. 确定逻辑功能：
A B C Z A B 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1
L (A B C)
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例 5.3 (pp 140)
A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 X 0 0 0 1 0 1 1 0
12
5.2 组合逻辑的实现
5.2.2 从真值表到逻辑电路
例 5.4 (pp 140)
A 0 1 1 1
23
5.4 使用与非门和或非门的组合逻辑
5.4.1 与非逻辑
24
5.4 使用与非门和或非门的组合逻辑
5.4.1 与非逻辑
门的形状指示输入出现在输出表达式中 的方式
与非符号： 输入以与的形式出现在输出表达式中 非或符号： 输入以或得形式出现在输出表达式中
25
5.4 使用与非门和或非门的组合逻辑
5.4.1 与非逻辑
例 5.7 (pp 14 与非逻辑
例 5.8 (pp 147)
27
5.4 使用与非门和或非门的组合逻辑
5.4.2 或非逻辑 X ( A B)(C D)
X ( A B)(C D) ( A B) (C D) X ( A B) (C D)
3
5.1 基本组合逻辑电路
5.1.1 与或逻辑
与-或逻辑产生一个乘积之和表达式
一个或电路可以具有任意数目的与门， 并且每一个与门都可以具有任意数目的 输入
4
5.1 基本组合逻辑电路
5.1.1 与或逻辑
例 5.1 (pp 134)
5
5.1 基本组合逻辑电路
5.1.2 与或非逻辑
和之积 (和项之乘积)表达式可以用 与或非逻辑来实现
与非门可以用来产生任何逻辑函数
• 反相、与、或、或非函数
16
5.3 与非门和或非门的通用特性
5.3.1 与非门作为通用的逻辑元件
17
5.3 与非门和或非门的通用特性
5.3.2 或非门作为通用的逻辑元件
或非门可以用来产生任何逻辑函数
• 反相、与、或、与非
18
5.3 与非门和或非门的通用特性
21
5.4 使用与非门和或非门的组合逻辑
5.4.1 与非逻辑
22
5.4 使用与非门和或非门的组合逻辑
5.4.1 与非逻辑
使用双重符号的与非逻辑
双重符号：
与非符号或者等价的非-或符号
使用双重符号的目的：
使得逻辑图更加容易读和分析
与非逻辑图绘制原则：
在一个门的输出和另一个门的输入之间的每个连接要么 是小圆圈到小圆圈，要么是非小圆圈到非小圆圈。 一个小圆圈输出不应当连接到非小圆圈输入，反之亦然
X A B C D AB CD AB CD AB CD AB CD
6
5.1 基本组合逻辑电路
5.1.3 异或逻辑
异或门实际上就是： 两个与门、一个或门和两个反相器的组合
X AB AB A B
7
5.1 基本组合逻辑电路
B 1 0 1 1
C 1 1 0 1
D 1 1 1 0
X 1 1 1 1
13
5.2 组合逻辑的实现
5.2.2 从真值表到逻辑电路
例 5.5 (pp 141)
14
5.2 组合逻辑的实现
5.2.2 从真值表到逻辑电路
例 5.6 (pp 142)
15
5.3 与非门和或非门的通用特性
5.3.1 与非门作为通用的逻辑元件
5.3.2 或非门作为通用的逻辑元件
19
5.4 使用与非门和或非门的组合逻辑
最简逻辑电路标准
门的个数最少
每个门的连线最少
门的种类最少
20
5.4 使用与非门和或非门的组合逻辑
5.4.1 与非逻辑 X AB CD
X AB CD AB CD AB CD X
X AB CDE
9
5.2 组合逻辑的实现
5.2.1 从布尔表达式到逻辑电路
X AB(C D EF) ABCD ABEF
10
5.2 组合逻辑的实现
5.2.2 从真值表到逻辑电路
如果开始于一个真值表，
1. 从真值表中写出乘积之和表达式
2. 实现逻辑电路
11
5.2 组合逻辑的实现
5.1.4 同或逻辑
同或逻辑：异或函数的反码
X AB AB ( AB)( AB) ( A B)( A B) AB AB
8
5.2 组合逻辑的实现
5.2.1 从布尔表达式到逻辑电路
每一个布尔表达式都有一个相应的逻辑电路， 每一个逻辑电路也都有一个相应的布尔表达式
例 5.10 (pp 149)
32
5.5 具有脉冲波形输入的逻辑电路运算
例 5.11 (pp 150)
33
5.5 具有脉冲波形输入的逻辑电路运算
例 5.12 (pp 150)
34
5.5 具有脉冲波形输入的逻辑电路运算
例 5.13 (pp 151)
35
28
5.4 使用与非门和或非门的组合逻辑
5.4.2 或非逻辑
使用双重符号的或非逻辑图
双重符号：或非符号或者等价的非-与符号
29
5.4 使用与非门和或非门的组合逻辑
5.4.2 或非逻辑
30
5.4 使用与非门和或非门的组合逻辑
5.4.2 或非逻辑
例 5.9 (pp 148)
31
5.5 具有脉冲波形输入的逻辑电路运算
第五章 组 合 逻 辑
延 边 大 学 工 学 院 电 子 信 息 通 信 学 科
5.0 Introduction
组合逻辑电路
组合逻辑电路
• Definition: 输出仅依赖于当前输入
• Components: 由逻辑门组成
研究内容
2
5.1 基本组合逻辑电路
乘积项之和表达式
乘积项之和表达式： 由与门(AND)和或门(OR)来实现的 与门对应于每一个乘积项，而或门把所有 的乘积项加起来 乘积项之和的实现称为与或(AND-OR)逻辑， 并且是实现标准布尔函数的基本形式