第4章组合逻辑电路教案

第4章组合逻辑电路

一、教学目的：

本章主要介绍组合逻辑电路的特点、组合逻辑电路的分析方法和设计方法，以及加法器、编码器、译码器、数据选择器、数据比较器、奇偶校验器等常用组合逻辑电路的电路结构、工作原理和使用方法，最后介绍组合逻辑电路中的竞争-冒险。

二、教学题要

4.1 概述

尽管各种组合逻辑电路在功能上千差万别，但是它们的分析方法和设计方法有共同之处。掌握了分析方法，就可以识别任何一个给定的组合逻辑电路的逻辑功能；掌握了设计方法，就可以根据给定的设计要求设计出相应的组合逻辑电路。

4.1.1 组合逻辑电路的结构和特点

4.1.2 组合逻辑电路的分析方法

4.1.3 组合逻辑电路的设计方法

4.2 若干常用的组合逻辑电路

在数字系统设计中，有些逻辑电路是经常或大量使用的，为了使用方便，一般把这些逻辑电路制成中、小规模集成电路产品。在组合逻辑电路中，常用的集成电路产品有加法器、编码器、译码器、数据选择器、数据比较器及奇偶校验器等。下面分别介绍这些组合逻辑部件的电路结构、工作原理和使用方法。为了增加使用的灵活性，在多数中规模集成的组合逻辑电路上，都设置了附加的控制端。控制端既可以控制电路的工作状态(工作或禁止)，又可作为输出信号的选通信号，还可以实现器件的扩展。合理地运用这些控制端，不仅能使器件完成自身的逻辑功能，还可以用这些器件实现其他组合逻辑电路，最大限度发挥电路的潜力。

4.2.1 算术运算电路

4.2.2 编码器

4.2.3 译码器

4.2.4 数据选择器

4.2.5数值比较器

4.2.6奇偶校验器

4.3 采用中规模集成部件实现组合逻辑电路

由于中规模集成电路的大量出现，许多逻辑问题可以直接选用相应的集成器件来实现，这样既省去繁琐的设计，又可以避免设计中带来的错误。中规模集成部件都具有与其名称相吻合的专用功能，但对于某些中规模集成电路来说，除了能完成自身的功能外，还可以用来实现组合逻辑电路。下面以译码器和数据选择器为例，介绍用中规模集成电路实现组合逻辑电路的方法。

4.3.1 用译码器实现组合逻辑电路

4.3.2 用数据选择器实现组合逻辑电路

4.4 组合逻辑电路的竞争—冒险现象

为了增加组合逻辑电路使用的可靠性，需要检查电路中是否存在竞争—冒险。如果发现有竞争—冒险存在，则应采取措施加以消除。

4.4.1 竞争—冒险现象及其成因

4.4.2 竞争—冒险的判断方法

4.4.3 消除竞争—冒险现象的方法

三、教学重点、难点

重点：为合逻辑电路的特点、组合逻辑电路的分析方法和设计方法，常用组合逻辑电路的电路结构、工作原理和使用方法；

难点：中规模集成电路的使用和竞争-冒险

四、教学过程及方法

学时：8-10学时

根据组合逻辑电路功能和结构上的特点；组合逻辑电路的分析方法和设计方法：实例用FLASH动画展示，其中的每一步均可提问，设计中的卡诺图化简部分让4个同学上讲台自作；加法器：分半加器、全加器、多位加法器分串行加法器和超前进位加法器，超前进位加法器应用实例提问（片与片间是串行还是超前进位）；编码器：有普通编码器和优先编码器，用AUTHORW ARE动画演示在两个输入同时有效时普通编码器，和优先编码器的输出；译码器：分二进制译码器、二-十进制译码器和显示译码器，用AU动画和FLASH动画分别展示它们的功能和扩展使用的方法；数据选择器：用GIF动画演示数据选择器的功能，数据选择器除了能完成数据选择功能还是一个多功能运算器；数值比较器：介绍一位数值比较器，四位集成数值比较器，实例介绍四位比较器的扩展使用；奇偶校验器：奇偶校验器同时又是奇偶发生器，实例介绍数据传输中的奇产生和奇校验连接和方法；常用组合逻辑电路扩展使用主要介绍译码器和数据选择器的改作它用，掌握数据选择器的降维图方法；组合逻辑电路中的竞争-冒险：介绍竞争-冒险产生的原因和对电路的影响，竞争-冒险的判断方法和消除方法。

详见第4章教学过程与方法文件

五、作业布置及参考资料

第四章习题B组6、8、12、17 A组7、10、13、19 分两次，教师网站上公布习题、复习题和课程教案

六、教学后记