数字电路 组合逻辑电路
常见的组合逻辑电路
常见的组合逻辑电路常见的组合逻辑电路有与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等。
这些电路在数字电路中起着重要的作用，能够实现不同的逻辑功能。
与门（AND Gate）是最基本的逻辑门之一，它有两个输入端和一个输出端。
只有当两个输入信号同时为高电平时，输出才为高电平。
与门可以用来实现逻辑乘法运算，因为只有两个输入同时为真时，输出才为真。
或门（OR Gate）也是常见的逻辑门，它有两个输入端和一个输出端。
当两个输入信号中至少有一个为高电平时，输出才为高电平。
或门可以用来实现逻辑加法运算，因为只要有一个输入为真，输出就为真。
非门（NOT Gate）是最简单的逻辑门，它只有一个输入端和一个输出端。
当输入信号为高电平时，输出为低电平；当输入信号为低电平时，输出为高电平。
非门可以用来实现逻辑取反运算，因为它可以将输入信号的真假进行转换。
与非门（NAND Gate）是与门和非门的组合，有两个输入端和一个输出端。
与非门的输出与与门相反，即当两个输入同时为高电平时，输出为低电平；其他情况下输出为高电平。
与非门可以用来实现逻辑乘法运算的取反操作。
或非门（NOR Gate）是或门和非门的组合，有两个输入端和一个输出端。
或非门的输出与或门相反，即当两个输入至少有一个为高电平时，输出为低电平；其他情况下输出为高电平。
或非门可以用来实现逻辑加法运算的取反操作。
异或门（XOR Gate）是常见的逻辑门之一，它有两个输入端和一个输出端。
当两个输入信号不同时，输出为高电平；当两个输入信号相同时，输出为低电平。
异或门可以用来实现逻辑加法运算的不进位相加。
这些组合逻辑电路在数字电路中的应用非常广泛。
通过适当的连接和组合，可以实现各种复杂的逻辑功能，从而构成了计算机、通信系统等各种数字设备的基础。
在实际应用中，还可以通过级联、反馈等方式进一步扩展和优化电路的功能。
组合逻辑电路是数字电路中不可或缺的一部分，它们通过逻辑门的组合和连接，实现了数字信号的处理和转换。
《数字逻辑》实验组合逻辑电路实验
《数字逻辑》实验组合逻辑电路实验组合逻辑电路实验一一、实验目的1、熟悉半加器、全加器的实验原理，学习电路的连接；2、了解基本74LS系列器件（74LS04、00、32）的性能；3、对实验结果进行分析，得到更为优化的实验方案。
二、实验内容1、按照实验原理图连接电路。
2、实验仪器：74LS系列的芯片、导线。
实验箱内的左侧提供了插放芯片的地方，右侧有控制运行方式的开关KC0、KC1及KC2。
其中KC1用来选择实验序号。
序号为0时，手动进行。
自动运行时按加、减选择所做实验的序号。
试验箱内有分别用于手动和自动实验的输入的控制开关Kn和Sn。
3、三、实验原理实验原理图如下：四、实验结果及分析1、将实验结果填入表1-11-1 表2、实验结果分析由实验结果可得半加和：Hi=Ai⊕Bi 进位：Ci=AiBi则直接可以用异或门和与门来实现半加器，减少门的个数和级数，提高实验效率。
实验二全加器一、实验目的1、掌握全加器的实验原理，用简单的与、或非门来实现全加器的功能。
2、分析实验结果，得到全加器的全加和和进位的逻辑表达式，根据表达式用78LS138和与、或、非门来实现全加器。
二、实验内容同半加器的实验，先采用手动方式，再用自动方式。
用自动方式时选实验序号2。
三、实验原理四、实验结果及其分析表1-2 2、实验结果分析从表1-2中的实验结果可以得到：Si=AiBiCi?1+AiBiCi?1+AiBiCi-1=Ai?Bi?Ci-1Ci=AiBi+AiCi-1+BiCi-1故Si=?m(1,2,4,7) Ci=?m(3,5,6,7)因此可用三—八译码器74LS138和与非门实现全加器，逻辑电路图如下：实验三三—八译码器与八—三编码器一、实验目的1、进一步了解译码器与编码器的工作原理，理解译码和编码是相反的过程。
2、在连接电路时，注意译码器74LS138和编码器74LS148使能端的有效级，知道两者的区别。
3、通过实验理解74LS148是优先权编码器。
数字电路与逻辑设计第四章组合逻辑电路
第四章 组合逻辑电路
设计的一般过程：
●建立给定问题的逻辑描述 ●求出逻辑函数的最简表达式 ●选择器件并对表达式变换 ● 画出逻辑电路图
弄清楚变量及函数，得 到描述给定问题的逻辑 表达式。求逻辑表达式 有两种常用方法，即真
值表法和分析法。
求出描述设计问题的 最简表达式，使逻辑电路 中包含的逻辑门最少且连 线最少。
令： 逻辑变量A、B、C --- 分别代表参加表决的3个成员， 并约定逻辑变量取值为0表示反对，取值为1表示赞成；
逻辑函数 F---- 表示表决结果。F取值为0表示被否定，F 取值为1表示通过。
按照少数服从多数的原则可知，函数和变量的关系是：当3 个变量A、B、C中有2个或2个以上取值为1时，函数F的值为1， 其他情况下函数F的值为0。
注意：在化简这类逻辑函数时，利无关项用随意性往往 可以使逻辑函数得到更好地简化，从而使设计的电路达到更 简！
第四章 组合逻辑电路
例 设计一个组合逻辑电路，用于判别以余3码表示的1 位 十进制数是否为合数。
解 设输入变量为ABCD，输出函数为 F，当ABCD表示 的十进制数为合数(4、6、8、9)时，输出F为1，否则F为0。
目的：了解给定逻辑电路的功能，评价设计方案的优劣， 吸取优秀的设计思想、改进和完善不合理方案等。
一般步骤：
第四章 组合逻辑电路
1．写出输出函数表达式 ；
2．输出函数表达式化简；
3．列出输出函数真值表 ；
4．功能评述 。
第四章 组合逻辑电路
1. 写出输出函数表达式
根据逻辑电路图写输出函数表达式时，一般从输入端开始 往输出端逐级推导，直至得到所有与输入变量相关的输出函数 表达式为止。
数字电子技术 第三章 组合逻辑电路
2021/6/10
23
3.2.2 二进制编码器
由于每次操作只有一个输入信号，即输入IR、IY、IG 具有互斥性，根据表3.5，将输出变量取值为1对应的输入 变量相加，可得输出Y1、Y0与输入IR、IY、IG之间的逻辑 关系表达式如下。
Y0 = IR + IG Y1 = IY + IG
对Y1、Y0两次取非，得
5. 断开开关S1、S2，观察发光二极管的发光情况，记 录观察到的结果。
2021/6/10
39
3.3.1 任务描述
图3.18所示是开关S1闭合、S2断开时，观察到的现象。
2021/6/10
图3.18 闭合S1、断开S2时观察到的现象
40
3.3.2 二进制译码器
1. 译码器的基本功能 二进制译码真值表如表3.11所示。
2021/6/10
27
3.2.2 二进制编码器
表中的“×”号表示：有优先级高的输入信号输入时， 优先级低的输入信号有输入还是无输入，不影响编码器的 输出。
2021/6/10
28
3.2.2 二进制编码器
3. 集成8线-3线优先编码器 集成8线-3线优先编码器74LS148、74LS348的引脚排 列完全相同，如图3.12（a）所示。
第四步，判断逻辑电路的逻辑功能。其方法是：根据
真值表进行推理判断。在实际应用中，当逻辑电路很复杂
时，一般难以用简明扼要的文字来归纳其逻辑功能，这时
就用真值表来描述其逻辑功能。
2021/6/10
7
3.1.2 组合逻辑电路的分析
2. 分析举例 【例3.1】 试分析图3.1所示电路的逻辑功能。
解：画出图3.1所示电路的逻辑图如图3.4所示。
什么是数字电路有哪些常见的数字电路
什么是数字电路有哪些常见的数字电路数字电路是由数字信号来控制和处理信息的电子电路。
它主要以离散的时间和离散的状态为基础，使用逻辑门和存储器元件等构建，实现逻辑计算、数据存储、信号转换等功能。
数字电路在现代电子技术中具有广泛的应用，其常见的类型包括组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器电路和通信电路等。
一、组合逻辑电路组合逻辑电路是一种将多个逻辑门按照特定的连接方式组合而成的电路。
它的输出信号仅取决于当前输入信号的状态，与之前的输入状态无关。
在组合逻辑电路中，常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。
这些逻辑门可以根据不同的连接方式构成多种功能的组合逻辑电路，例如加法器、减法器、比较器等。
二、时序逻辑电路时序逻辑电路是一种能够根据时钟信号和输入信号的状态变化而改变输出信号的电路。
它与组合逻辑电路相比，具有了记忆功能，可用于实现带有时序要求的各种功能。
时序逻辑电路中常见的元件是触发器和计数器。
触发器能够在时钟信号的作用下存储和改变其输入信号的状态；计数器能够根据时钟信号进行加、减或清零操作，用于计数和控制信号的生成。
三、存储器电路存储器电路是一种能够存储和读取数据的电路。
在数字电路中，存储器通常分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种类型。
RAM具有可读写的特性，能够存储和读取任意数据，常用于计算机内存等；而ROM一般是只读的，其存储内容在制造过程中被固化，用于存储程序或常量数据等。
四、通信电路通信电路指用于传输和接收数字信号的电路。
数字信号可以通过调制技术将其转换成模拟信号进行传输，也可以通过解调技术将模拟信号转换成数字信号进行接收和处理。
在通信电路中，常见的数字电路包括编码器、解码器、调制解调器等，它们能够将信息进行编码、压缩、调制和解码等操作，实现高效的数据传输和通信连接。
总结：数字电路是由离散的时间和状态来处理和控制信息的电子电路。
常见的数字电路类型包括组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器电路和通信电路。
数字电路组合逻辑电路
分）,如下图。 2）数字电路与数字系统
元
辑
件
符
号
根据前面所述,提出数字电路地概念。数字电路是指以逻辑门为核心元件
连接关系
,以分立元件为辅助元件,根据设计电路所得元件引脚地连接关系组合而成地电路。
逻辑门地输入输出引脚承载地物理量是稳定地电压,只有高,低两种电平,在逻辑上
认为实现了1,0数字地传递。核心电路组合后,我们主要针对电路（函数）输入
形图体现地随时间数据变化地规律,就能找到时序电路地逻辑功能,但在组合电路里,转化为真值表
方法分析电路功能会更好。
8 1.2组合逻辑电路分析
组组合合逻逻辑析辑电电路路分分析 组合逻辑电路设计 电路竞争与冒险 常用组合逻辑电路
3）组合电路分析步骤 要分析逻辑电路功能,就要得到电路地逻辑图,转变为函数,真值表或波形图,然后按照 前面所述去分析其功能。 （1）根据逻辑门组成地电路,确定输入输出变量,从输入端开始,逐级写出每个逻辑门 地逻辑表达式,直到写出所有输出表达式为止。然后利用化简逻辑函数地方法对函数进 行化简,得到最简化地表达式。 （2）根据逻辑表达式列出真值表,根据真值表分析逻辑功能 （3）根据表达式与真值表分析电路地功能确定最后地电路功能,与实践相联系,确定 应用性功能。 该电路实现了或非门地功能。 （4）观察图形,分析电路可能存在地问题 实例1分析如图所示电路,要求: （1）列出逻辑表达式 （2）列真值表 （3）分析逻辑功能 （4）电路使用了几个芯片,哪里不合理？说明原因。
1
第3章
组合逻辑电路分析 组合逻辑电路设计 电路竞争与冒险 常用组合逻辑电路
言宜慢,心宜善
阅 解
推
逻辑 设计
2
组合逻辑电路分析 组合逻辑电路设计 电路竞争与冒险 常用组合逻辑电路
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
数字电路第四章组合逻辑电路
(3)逻辑表达式：
Y A B C A B C A B C ABC A B CB C A B CB C ABC R AB BC AC AB BC AC
（4）画出电路（见仿真）
2、下图所示是具有两个输入X、Y和三个输出Z1、Z2、 Z3的组合电路。写出当X>Y时Z1 ＝1；X=Y时 Z2 ＝1；当X<Y时Z3 ＝1，写出电路的真值表， 求出输出方程。 解：A、列真值表： B、写出函数表达式：
可在K图中直接圈1化简得最简与或式。再对最简与或式 两次求反进行变换。 A C A B C B C
n 1 n n n n n n
B n Cn A n Cn A n B n B n C n A n Cn A n B n
C、 画出逻辑电路：
4、设计一组合电路，当接收的4位二进制数能被4整除 时，使输出为1。 A 、列真值表：数N＝8A+4B+2C+D 注：0可被任何数整除 B、写逻辑函数式：画出F的K图
3、优先编码器
优先编码器常用于优先中断系统和键盘编码。与普 通编码器不同，优先编码器允许多个输入信号同时有效， 但它只按其中优先级别最高的有效输入信号编码，对级 别较低的输入信号不予理睬。
常用的MSI优先编码器有10线—4线(如74LS147)、
8线—3线(如74LS148)。
Cn 1 Cn 1 Bn Cn A n Cn A n Bn
2)、用异或门实现Dn：
An Bn C n An Bn C n An Bn C n
3)、用与非门实现 Cn+1：
Dn An Bn C n An Bn C n An BnC n An BnC n
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2020/4/12
4
2. 举例说明组合逻辑电路的分析方法
例3-1 试分析 图示电路的逻 辑功能。
解：第一步： 由逻辑图可以写输 出F的逻辑表达式 为：
F AB AC BC
图3-1 例3-1逻辑电路图
2020/4/12
5
第二步：可变换为 F AB AC BC
F = AB+AC+BC 第三步：列出真值表如 表3-1所示。
用方法和应用举例。
2020/4/12
3
３.1 SSI组合逻辑电路的分析和设计
小规模集成电路是指每片在十个门以下的集成芯片。
3.1.1 组合逻辑电路的分析方法
所谓组合逻辑电路的分析，就是根据给定的逻辑 电路图，求出电路的逻辑功能。
1. 分析的主要步骤如下： (1)由逻辑图写表达式； (2)化简表达式； (3)列真值表； (4)描述逻辑功能。
１ １１ １ 6
例3-2 分析图3-2（a）所示电路的逻辑功能。
图3-2 例3-2逻辑电路图
2020/4/12
7
解：为了方便写表达式，在图中标注中间变 量，比如F1、F2和F3。
S F2F3 AF1 BF1 AAB B AB AAB B AB (A B)(A B) AB AB AB
10
2. 组合逻辑电路设计方法举例。
例3-3 一火灾报警系统，设有烟感、温感和 红外光感三种类型的火灾探测器。为了防止误报警， 只有当其中有两种或两种以上类型的探测器发出火 灾检测信号时，报警系统产生报警控制信号。设计 一个产生报警控制信号的电路。
解：(1)分析设计要求，设输入输出变量并逻辑赋值；
输入变量：烟感A 、温感B，红外线光感C； 输出变量：报警控制信号Y。 逻辑赋值：用1表示肯定，用0表示否定。
2020/4/12
11
(2)列真值表； 把逻辑关系转换成数字表示形式；
表3-2 例3-3真值表
(3) 由真值表写逻辑表
Ａ Ｂ Ｃ Ｙ 达式，并化简；
００００
００１０ ０１００
化简得最简式：
例：对101键盘编码时，采用几位二进制代码？ 编码原则：N位二进制代码可以表示2N个信号， 则对M个信号编码时，应由2N ≥M来确定位数N。
例：对101键盘编码时，采用了7位二进制代码 ASCⅡ码。27＝128＞101。
目前经常使用的编码器有普通编码器和优先编码 器两种。
2020/4/12
17
3.2.1 普通编码器
9
3.1.2 组合逻辑电路的设计方法
与分析过程相反，组合逻辑电路的设计是根据给 定的实际逻辑问题，求出实现其逻辑功能的最简单的 逻辑电路。 １.组合逻辑电路的设计步骤：
(1)分析设计要求，设置输入输出变量并逻辑赋值； (2)列真值表； (3)写出逻辑表达式，并化简； (4)画逻辑电路图。
2020/4/12
2020/4/12
14
人们为解决实践上遇到的各种逻辑问题，设计 了许多逻辑电路。然而，我们发现，其中有些逻辑 电路经常、大量出现在各种数字系统当中。为了方 便使用，各厂家已经把这些逻辑电路制造成中规模 集成的组合逻辑电路产品。
比较常用的有编码器、译码器、数据选择器、 加法器和数值比较器等等。下面分别进行介绍。
第3章 组合逻辑电路
３.1 SSI组合逻辑电路的分析和设计
３.1. 1 组合逻辑电路的分析方法 ３.1.２ 组合逻辑电路的设计方法
2020/4/12
1
复习
CMOS门的特点？ CMOS门使用时要特别注意什么？ TTL门使用时要特别注意什么？ CMOS门和TTL门的接口电路要考虑哪两个问题？ 第二章 门电路的学习重点是什么？
2020/4/12
2
第3章 组合逻辑电路
数字电路分类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。 组合逻辑电路: 任意时刻的输出仅仅取决于当时 的输入信号，而与电路原来的状态无关。
本章内容提要
小规模集成电路(SSI)构成组合逻辑电路的一
般分析方法和设计方法。
常用组合逻辑电路的基本工作原理及常用中
规模集成（MSI）组合逻辑电路的逻辑功能、使
定义：任何时刻只允许输入一个有效编码请 求信号，否则输出将发生混乱。
举例：以一个三位二进制普通编码器为例， 说明普通编码器的工作原理。 八个病房呼叫请求
输入：八个信号（对象）
对病房编码 I0~I7 （二值量） 输出：三位二进制代码
图3-4
2020/4/12
普通编码器的方框图
Y2Y1Y0 称八线—三线编码器
2020/4/12
15
３.2 编码器
生活中常用十进制数及文字、符号等表示事物。
编码器
译码器
数字电路只能以二进制信号工作。
用二进制代码表示文字、符号或者数码等特定 对象的过程，称为编码。
实现编码的逻辑电路，称为编码器。
2020/4/12
16
对M个信号编码时，应如何确定位数N？
N位二进制代码可以表示多少个信号？
０１１１
１０００
１０１１
１１０１
１ １ １ １ 2020/4/12
12
(4) 画逻辑电路图： 用与非门实现，其逻辑图与例3-1相同。 如果作以下变换：
用一个与或非门加一个非门就可以实现， 其逻辑电路图如图3-3所示。
图3-3 例3-3的逻辑电路图
2020/4/12
13
３.2 编码器
3 . 2 . 1 普通编码器 3 . 2 . 2 优先编码器
2020/4/12
C F1 AB AB
8
表3-2 例3-2真值表
图3-2（b）逻辑图
2020/4/12
该电路实现两个一位 二进制数相加的功能。S 是它们的和，C是向高位 的进位。由于这一加法器 电路没有考虑低位的进位， 所以称该电路为半加器。 根据S和C的表达式，将原 电路图改画成图3-2（b） 所示的逻辑图。
18
设输入信号为1表示对该输入进行编码。
表3-4 编码器输入输出的对应关系
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0 １０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０
０１ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ １
０ ０ １ ０ 表０达式０、电０路图０？ ０ １ ０
表3-1 例3-1真值表
第四步：确定电路的逻 辑功能。
由真值表可知，三个变
量输入Ａ，Ｂ，Ｃ，只有两
个及两个以上变量取值为1 时，输出才为1。可见电路 可实现多数表决逻辑功能。
Ａ ＢＣ F ０ ００ ０ ０ ０１ ０ ０ １０ ０ ０ １１ １ １ ００ ０ １ ０１ １
１ １０ １
2020/4/12