项目十五 组合逻辑电路和时序逻辑电路
数字电路与逻辑设计习题及参考答案
数字电路与逻辑设计习题及参考答案一、选择题1. 以下表达式中符合逻辑运算法则的是 D 。
·C=C 2 +1=10 <1 +1=12. 一位十六进制数可以用 C 位二进制数来表示。
A . １ B . ２ C . ４ D . 163. 当逻辑函数有n 个变量时，共有 D 个变量取值组合？A. nB. 2nC. n 2D. 2n 4. 逻辑函数的表示方法中具有唯一性的是 A 。
A .真值表 B.表达式 C.逻辑图 D.状态图5. 在一个8位的存储单元中，能够存储的最大无符号整数是 D 。
A .（256）10 B .（127）10 C .（128）10 D .（255）106.逻辑函数F=B A A ⊕⊕)( = A 。
C.B A ⊕D. B A ⊕ 7．求一个逻辑函数F 的对偶式，不可将F 中的 B 。
A .“·”换成“+”，“+”换成“·” B.原变量换成反变量，反变量换成原变量 C.变量不变D.常数中“0”换成“1”，“1”换成“0” 8．A+BC= C 。
A .A+B +C C.（A+B ）（A+C ） +C9．在何种输入情况下，“与非”运算的结果是逻辑0。
DA ．全部输入是0 B.任一输入是0 C.仅一输入是0 D.全部输入是1 10．在何种输入情况下，“或非”运算的结果是逻辑1。
AA ．全部输入是0 B.全部输入是1 C.任一输入为0，其他输入为1 D.任一输入为111．十进制数25用8421BCD 码表示为 B 。
101 010112．不与十进制数（）10等值的数或代码为 C 。
A .(0101 8421BCD B .16 C .2 D .813．以下参数不是矩形脉冲信号的参数 D 。
A.周期 B.占空比 C.脉宽 D.扫描期 14．与八进制数8等值的数为： BA. 2B.16C. )16D. 215. 常用的BCD码有 D 。
A.奇偶校验码B.格雷码码 D.余三码16.下列式子中，不正确的是(B)+A=A B.A A1⊕=⊕=A ⊕=A17.下列选项中，______是TTLOC门的逻辑符号。
组合逻辑电路和时序逻辑电路的区别
组合逻辑电路和时序逻辑电路的区别
一、输入输出关系
组合逻辑电路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。
而时序逻辑电路不仅仅取决于当前的输入信号，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。
二、结构特点
组合逻辑电路只包含门电路。
而时序逻辑电路是组合逻辑电路+存储电路结合；输出状态必须反馈到组合电路的输入端，与输入信号共同决定组合逻辑的输出..
三、分析方法
组合逻辑电路是从电路的输入到输出逐级写出逻辑函数式，最后得到表示输出与输入关系的逻辑函数式。
然后用公式化简法或者卡诺图化简法得到函数式的化简或变换，以使逻辑关系简单明了。
有时还可以将逻辑函数式转换为真值表的形式。
时序逻辑电路：。
简述组合逻辑电路与时序逻辑电路的区别
简述组合逻辑电路与时序逻辑电路的区别
组合逻辑电路与时序逻辑电路是电子学中的两种基本电路，它们在构成计算机中占据重要的地位。
它们之间有许多不同之处。
其一，它们的输入和输出不同。
组合逻辑电路仅仅根据当前的输入状态，立即输出相应的结果。
而时序逻辑电路则需要一系列排序的输入，然后根据输入的次序，才能输出一个结果。
其次，它们的工作原理也不相同。
组合逻辑电路的工作原理是根据输入信号，直接输出结果。
而时序逻辑电路则需要根据输入信号来切换内部状态，随后根据内部状态来输出结果。
此外，这两种电路也展现出不同的分析方法。
组合逻辑电路的分析和设计，可以使用逻辑表达式和逻辑图这样的理论工具。
而时序逻辑电路的分析和设计，则要依靠时序表和时序图等理论工具。
总之，组合逻辑电路与时序逻辑电路的区别就是输入和输出、工作原理、分析方法等不一样。
时序逻辑电路
第五章时序逻辑电路前面介绍的组合逻辑电路无记忆功能。
而时序逻辑电路的输出状态不仅取决于当时的输入信号，而且与电路原来的状态有关，或者说与电路以前的输入状态有关，具有记忆功能。
触发器是时序逻辑电路的基本单元。
本章讨论的内容为时序逻辑电路的分析方法、寄存器和计数器的原理及应用。
第一节时序逻辑电路的分析一、概述1、时序逻辑电路的组成时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储电路两部分组成，结构框图如图5-1所示。
图中外部输入信号用X（x1，x2，…，x n）表示；电路的输出信号用Y（y1，y，…，y m）表示；存储电路的输入信号用Z（z1，z2，…，z k）表示；存储电2路的输出信号和组合逻辑电路的内部输入信号用Q（q1，q2，…，q j）表示。
图5-1 时序逻辑电路的结构框图可见，为了实现时序逻辑电路的逻辑功能，电路中必须包含存储电路，而且存储电路的输出还必须反馈到输入端，与外部输入信号一起决定电路的输出状态。
存储电路通常由触发器组成。
2、时序逻辑电路逻辑功能的描述方法用于描述触发器逻辑功能的各种方法，一般也适用于描述时序逻辑电路的逻辑功能，主要有以下几种。
（1）逻辑表达式图5-1中的几种信号之间的逻辑关系可用下列逻辑表达式来描述：Y =F(X，Q n)Z =G(X，Q n)Q n+1=H(Z，Q n)它们依次为输出方程、状态方程和存储电路的驱动方程。
由逻辑表达式可见电路的输出Y不仅与当时的输入X有关，而且与存储电路的状态Q n有关。
（2）状态转换真值表状态转换真值表反映了时序逻辑电路的输出Y、次态Q n+1与其输入X、现态Q n的对应关系，又称状态转换表。
状态转换表可由逻辑表达式获得。
（3）状态转换图状态转换图又称状态图，是状态转换表的图形表示，它反映了时序逻辑电路状态的转换与输入、输出取值的规律。
（4）波形图波形图又称为时序图，是电路在时钟脉冲序列CP的作用下，电路的状态、输出随时间变化的波形。
应用波形图，便于通过实验的方法检查时序逻辑电路的逻辑功能。
时序逻辑电路
输出 F
0 0 0 0 0 1 0 1
/0
100
/0 /0
011
正常情况下，触发器状态在000～101循环， 但若由于干扰使电路的状态为110或111， 也可以在1、2个时钟后回到以上的主循环。
这称为电路具有自启动能力
例2.2
分析图示时序逻辑电路
解：状态表的另一种形式：
CP
0 1
Q3 Q2 Q1
0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1
0 0 0
0
可见，每来一个CP脉冲触发器作加1计算，每6个脉冲一个循环，所以这是一个6进 制加法计数器。
例2.2
分析图示时序逻辑电路
解：状态表的另一种 形式：
CP
0 1
Q3 Q2 Q1
0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1
F
0 0 0 0 0 1
画时序图：
CP Q1 Q2 Q3
J1 X J 2 XQ 1 K 1 XQ 2 K2 X
Q
n 1
JQ
n
KQn
得到各触发器的次态方程：
Q Q
n 1 1 n 1 2
X Q 1 XQ 2 Q 1 X Q 2 Q 1 XQ 2
例2.4
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
分析图示时序逻辑电路
Q Q
输入
X 0 0 0 0 1 1 1
时序逻辑电路
1 2 3 4 5 6 时序逻辑电路的基本概念 时序逻辑电路的分析 同步时序电路的设计 计数器 寄存器 算法状态机
时序逻辑电路
数字电路分为 1. 组合电路： 2. 时序电路：
电路在某一给定时刻的输出 还取决于前一时刻电路的状态
时序和组合逻辑电路的区别
时序和组合逻辑电路的区别时序和组合逻辑电路的区别，其实就像是两个好朋友，一个喜欢守规矩，另一个则随心所欲。
说到组合逻辑电路，嘿，它就是个瞬时反应的小家伙。
你给它什么输入，它立马就给你什么输出，简直就像你问它今天的天气，它立刻告诉你，“今天晴天，别带伞！”真的是毫不拖泥带水。
不过呢，它就不记得过去发生了什么，完全是一张白纸。
没错，过去的历史对它来说就是个“无所谓”，这让它变得很简单，简单到连电流都懒得绕弯子，直接来，直接走，干脆利落。
再聊聊时序逻辑电路，哇，这家伙可就复杂多了。
它可不是那种一时兴起就做决定的角色。
它有记忆，有存储，跟个老谋深算的智者一样。
它需要时间，得琢磨琢磨你给它的输入信号。
比如，你按下一个按钮，它可不会立刻反应，而是先在心里“想”一想，然后再给出结果。
就像你问一个朋友今天的计划，他得先回想一下前几天的安排，然后才会告诉你，“哎，今天没空。
”所以，时序电路有它的时钟，像是个指挥官，时不时发个信号，提醒它该干啥。
组合逻辑和时序逻辑的区别就显而易见了，简直是一目了然。
组合逻辑电路就像一场即兴演出，输入信号来了，它立刻上场表演，没有排练。
反观时序逻辑电路，得有节奏，得按部就班，简直就是一场精心策划的音乐会。
要说优缺点，组合电路虽然简单，但有时候碰到复杂的操作就容易崩溃。
你给它一大堆数据，它可能就卡住了，像是手机运行太多应用，瞬间变得慢吞吞。
而时序逻辑虽然复杂，却能处理更多的情况，有点像是精英团队，经验丰富，做事稳重。
设计这两种电路的时候，也得有不同的考虑。
组合逻辑电路的设计可谓轻松自如，真的是个“懒汉”，不需要考虑时间因素，输入和输出之间的关系简直明了得不能再明了。
而时序电路，哎，要想设计好可就得下点功夫了，得考虑到每个状态的转移和存储，简直像是在做一张复杂的棋盘图，思考每一步的走法，得考虑得细致入微。
用一个简单的比喻，组合逻辑就像做一道菜，你把食材都备齐，直接上锅，出锅就能吃。
而时序逻辑呢，更像是慢慢酝酿的汤，得煮上一段时间，才能喝出味道。
组合逻辑电路和时序逻辑电路的特点
组合逻辑电路和时序逻辑电路的特点组合逻辑电路和时序逻辑电路都是数字电路，组合逻辑电路与时序逻辑电路的区别体现在输入输出关系、有无存储（记忆）单元、结构特点上。
本文主要介绍了组合逻辑电路和时序逻辑电路比较，以及组合逻辑电路和时序逻辑电路的区别是什么。
组合逻辑电路与时序逻辑电路的区别体现在输入输出关系、有无存储（记忆）单元、结构特点上。
1、输入输出关系组合逻辑电路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。
时序逻辑电路是不仅仅取决于当前的输入信号，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。
2、有没有存储（记忆）单元3、结构特点女团逻辑电路只是涵盖了电路，但是时序逻辑电路涵盖了女团逻辑电路+存储电路，输入状态必须意见反馈至女团电路的输出端的，与输出信号共同同意女团逻辑的输入。
常用组合逻辑电路——算术运算电路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”。
顺利完成半提功能的逻辑电路叫做半加器。
实际并作二进制乘法时，两个加数通常都不能就是一位，因而不考量低位位次的半加器就是无法解决问题的。
2、全加器两数相乘，不仅考量本位之和，而且也考量低位去的入位数，称作“全加”。
同时实现这一功能的逻辑电路叫做全加器。
3、四位串行加法器如t。
优点：电路直观、相连接便利。
缺点：运算速度不低。
最低位的排序，必须要到所有低位依此运算完结，送去位次信号之后就可以展开。
为了提升运算速度，可以使用全面性位次方式。
4、超前进位加法器所谓全面性位次，就是在作乘法运算时，各位数的位次信号由输出的二进制数轻易产生。
组合逻辑电路实验与解答
1
1
0
0
0
1
1
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1
1
1
111来自4.设计型题目:试用两片74LS00，设计一个输血——受血判别电路，当输血者和受血者的血型符合下列规则时，配型成功，受血者可接受输血者提供的血液。
（1）A型血可以输给A或AB型血的人；
（2）B型血可以输给B或AB型血的人；
（3）AB型血只可以输给AB型血的人；
高等教育自学考试
实验报告
实验课程名称：模拟、数字及电力电子技术
实验项目：组合逻辑电路
实验类别：综合性□设计性□验证性√
专业班级：
姓名：李奥华学号：
实验时间：2012/3/23
实验地点：微机实验室
指导教师：成绩：
组合逻辑电路
一、实验目的
1．掌握用与非门组成的简单电路，并测试其逻辑功能。
2．掌握用基本逻辑门设计组合电路的方法。
A
表2输出真值表
输入
输出
Ａ
ｂ
Ｃ
Ｆ
０
０
０
0
０
０
１
0
０
１
０
0
０
１
１
1
１
０
０
0
１
０
１
1
１
１
０
1
１
１
１
1
＆
BF
C
图3电路接线图
3.设计一个“四路表决器”逻辑电路并测试
设计一个四变量的多路表决器。当输入变量A、B、C、D有三个或三个以上为1时，输出F为1；否则输出F为0。
(1）根据设计要求列出表3四人表决器真值表。
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输出 d 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1
任务三
认识译码器
二、显示译码器
七段数码管按内部连接方式不同，可分 为共阳极数码管和共阴极数码管两种类型， 如图所示。 共阳极数码管是指发光二极管的7个阳极 连接在一起作为一个引出端；共阴极数码管 是指发光二极管的7个阴极连接在一起作为 一个引出端。
任务三
任务一
了解组合逻辑电路
概述
例15-1 分析图所示逻辑电路的逻辑功能。
通过分析真值表可知，在此逻辑电路中，当输入的值不同时，输出的值 为0；当输入的值相同时，输出的值为1。此逻辑电路为一个三变量的“一 致判别电路”。
任务一
了解组合逻辑电路
概述
试分析如图所示电路的逻辑功能。
任务一
了解组合逻辑电路
PART TWO
PART ONE
任务一 了解组合逻辑电路
概述
任务一
了解组合逻辑电路
概述
分析组合逻辑电路的一般步骤为：首先，根 据逻辑电路，从输入到输出逐级推出逻辑函数式； 其次，化简逻辑函数式，使逻辑关系简单明了； 最后，根据化简后的逻辑函数式做出真值表，分 析电路的逻辑功能。
任务一
了解组合逻辑电路
概述
例15-1 分析图所示逻辑电路的逻辑功能。
任务四
认识触发器
一、基本RS触发器
④ 当R=0，S =0时。 当R端和S端同时加负脉冲时，G1门和G2门的输出端都为1， 这就达不到Q，Q逻辑状态相反的要求。但若负脉冲都去除， 则次态会由于两个门延迟时间的不同，当时所受外界干扰不同 等因素而无法判定，即出现不定状态。所以这种情况在使用中 应禁止出现。
输入 I3 I4 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 输出 A0 EO GS 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0
EI 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
I0 1 0
任务四
认识触发器
一、基本RS触发器
基本RS触发器，又称RS锁存器，它是构成 各种触发器的最基本的单元。如图所示，基本 RS触发器的电路由两个与非门的输入、输出 端交叉连接而成。 其中，R，S为输入端，Q，Q为输出端且 逻辑状态相反。一般规定触发器Q端的状态作 为触发器的状态，即当Q =1，Q =0时，触发 器处于1状态；当Q =0，Q =1时，触发器处 于0状态。R，S平时接高电平，处于1状态； 当加负脉冲后，由1状态变为0状态。基本RS 触发器的图形符号如图所示。
任务五
认识时序逻辑电路
一、寄存器
74LS194双向4位位移寄存器的逻辑功能如表所示。
CLK ↑ ↑ ↑
输入 MR S1 0 1 0 1 0 1 1 1 1
S0 0 1 0 1
逻辑功能
清0，Q3Q2Q1Q0=0000 保持，Q3Q2Q1Q0状态不变 右移，DSL→Q3，Q3→Q2，Q2→Q1，Q1→Q0 左移，DSR→Q0，Q0→Q1，Q1→Q2，Q2→Q3 并行输入，Q0=D0，Q1=D1，Q2=D2，Q3=D3
I1 1 0 1
I2 1 0 1 1
I5 1 0 1 1 1 1 1
I6 1 0 1 1 1 1 1 1
I7 1 0 1 1 1 1 1 1 1
A2 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
A1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
任务五
认识时序逻辑电路
一、寄存器
数码寄存器是最简单的存储器，只有 接收、暂存数码和清除原有数码的功能。 静态存储器（RAM）就是由许多数码寄存 器组合在一起的大规模集成电路。 位移寄存器除了具有数码寄存器的全 部功能外，还可以在位移脉冲的作用下， 将寄存器中的数据从左到右依次移位。 74LS194为双向4位位移寄存器，其外形及 引脚排列如图所示。
任务三
认识译码器
一、二进制译码器
二进制译码器的逻辑特点是：若输入为n个，则输出信 号为2n个，对应每一个输入组合，只有1个输出为1，其余 全为0。
任务三
认识译码器
一、二进制译码器
74LS138是一种典型的二进制译码器， 其外形及引脚排列如图所示。它有3个输入 端A，B，C；8个输出端Y0～Y7，所以称 为3线―8线译码器，属于全译码器。此外， 它还有3个使能输入端——G1，G2A和G2B。 当G1=1，G2A+G2B=时，译码器处于工 作状态；否则，译码器被封锁，所有输出端 都为高电平。
任务二 认识编码器
概述
任务二
认识编码器
概述
以8线—3线74LS148优先编码器为例， 其外形及引脚排列如图15-3所示。图中， VCC为电源正极；GND为电源负极；
I 0 ~ I 7 为编码器的输入端； A2 ~ A0 为编码 器的输出端；EI， EO， GS 为附加控制端。
任务二
认识编码器
概述
任务四
认识触发器
课堂实践 观察触发器芯片及引脚排列
观察集成触发器芯片及引脚排列图，如图所示，注意观 察芯片引脚的个数、名称和符号等。
任务四
了解电阻的简单连接
PART FIVE
任务五 认识时序逻辑电路
概述
任务五
认识时序逻辑电路
一、寄存器
寄存器是数字电路中一类重要的部 件，它可以暂存参与运算的数据和运算 结果。寄存器由触发器组成，一个触发 器能存放1位二进制数码，N个触发器便 可组成N位二进制寄存器。寄存器可分 为数码寄存器和移位寄存器两类。
概述
I0～I7为编码器的8个输入端，低电 平时有效，I0的优先级最低，I7最高。 如果I7=0，则不管其他输入端是否为低 电平，输出A2～A7只对应I7的编码。
任务二
认识编码器
概述
A2～A0为编码器输出端，也为低电 平有效，即反码输出。
任务二
认识编码器
课堂实践 观察编码器芯片及引脚排列
解 根据逻辑电路图写出逻辑函数式
Y1 ABC，Y2 AY1 A ò ABC， Y3 BY1 B 蝌ABC，Y4 CY1 C ABC
根据逻辑电路图写出逻辑函数式
Y Y2 Y3 Y4 A 蝌ABC B ABC C ? ABC
任务一
了解组合逻辑电路
概述
Y5 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
Y6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1
Y7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
任务三
认识译码器
二、显示译码器
任务三
认识译码器
二、显示译码器
七段数码管由7个发光二极管组成，排列 成“日”字形状，如图所示。 7个二极管分别用字母a，b，c，d，e，f， g代表，利用不同发光段的组合，显示不同 的阿拉伯数字，如表15-6所示，表中“1” 表示发光，“0”表示不发光。
二、同步RS触发器
如图所示，同步RS触发器是在基本RS 触发器基础上增加两个控制门G3，G4，并 加入时钟脉冲输入端CP构成。 同步RS触发器的图形符号如图所示。
任务四
认识触发器
二、同步RS触发器
同步RS触发器的逻辑功能表如表所示。
CP 0 1 1 1 1
输入 R 0 0 1
1
输出
S 0 1 0 1 Qn+1 Qn Qn 1 0 说明 保持原态 保持原态 置0（复位） 置1（置位） 不定态、禁用
任务四
认识触发器
一、基本RS触发器
② 当R=1，S =0时。 当G2门S端加负脉冲后，即S =0，由与非逻辑关系分析 可知，此种情况下，无论触发器初态为0或为1，经触发后 它都会保持1状态。
任务四
认识触发器
一、基本RS触发器
③ 当R=1，S =1时。 此时，R端和S端均未加负脉冲，触发器保持初态不变。
任务四
了解电阻的简单连接
一、基本RS触发器
① 当R=0，S =1时。 G1门R端加负脉冲后为0，由与非逻辑关系“有0出1”得Q =1；反馈 到G2门，由与非逻辑关系“全1出0”得Q =0；再反馈到G1门，即使此时 负脉冲消失，R=1，按“有0出1”的逻辑关系，则Q =1。也Байду номын сангаас是说，此 种情况下，无论触发器初态为0或为1，经触发后它都会保持0状态。
例15-1 分析图所示逻辑电路的逻辑功能。
最后化简，得
Y A 蝌ABC B ABC A B C ABC C ? ABC
ABC ò ( A B C )
任务一
了解组合逻辑电路
概述
例15-1 分析图所示逻辑电路的逻辑功能。
根据最终表达式可以做出真值表，如表所示。
A 0 0 0 0 1 1 1 1 输入 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 输出 Y 1 0 0 0 0 0 0 1
观察74LS148优先编码器芯片实物， 对照引脚图正确区分芯片的引脚。
任务二
认识编码器
PART THREE
任务三 认识译码器
概述
在编码时，每一个被使用的二进制代码都被赋 予了特定的含意，即表示一个确定的信号或者对 象。把二进制代码的特定含意“翻译”出来的过 程称为译码，而实现译码操作的电路称为译码器。 常用的译码器有二进制译码器和显示译码器。
任务四
认识触发器
二、同步RS触发器
当CP=0时，控制门G3，G4关闭，它们都输出1。此时，不管R 端和S端的信号如何变化，触发器的状态保持不变。 当CP=0时，控制门G3，G4打开，R，S端的输入信号可通过这 两个门，使基本RS触发器的状态翻转，触发器输出状态由R，S端 的输入信号决定。 由此可以看出，同步RS触发器的状态转换分别由R，S和CP控 制。其中，R，S控制状态转换的方向，即转换为何种次态；CP控 制状态转换的时刻，即何时发生转换。