组合逻辑门电路导学案例
组合逻辑门电路
《电子线路》教学导学案逻辑功能。
二、或非门1.或+非7或非门三、与或非门1.教师引导学生根据与门门的讲解思路完成多或非门的分析 任务二尝试画出或非门的逻辑符号、函数表达式、真值表和逻辑功能。
1k1,2.Y■ 3. 14.1.或・ 1非 。
*V1 ，函女乂八：A ■ 2B :关：■C1D 系：入端分组先-心:AB1C所印।0口 0 /1 0 0■卜011111 0111■ 11 0 010 1111 1 1J—1 1 1 1 0 J H0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 110 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 111启发讲解如何写出左图中的函数表达式引导学生观察真值表导出逻辑功能任务三学生思考尝试着导出逻辑关系5.逻辑功能：当输入端中任何一组全为1时，输出为0，只有各组输入部至少有一个为0时组输出才匕讲解概念引导学生总结 学生尝试着总结与或非门的逻辑 1。
四、异或门 逻辑符号、功能功能1.逻辑图:2 .逻辑函数式：Y■AB■AB3 .逻辑功能：当输入端的状态相同（都为或都为1）时输出为1；反之，当两个输入端状态不同（一六、三态门1.三态门是在门电路上加一个使能端，输出状态有高电平、低电平和高阻三个状态。
三态门的逻辑符号：如图所示EN :使能端，控制输出状态。
逻辑功能：EN =时，三态门呈高阻状态；EN =0时，门电路恢复反相器常态，即Y =A 。
用途：实现数据传输的控制。
_EN 1=0,双=,EN~=时，Y 2、Y 3呈高阻态,Y 1送数据A 1到总线。
33/6EN~=1,EN~=,EN =时，Y 、Y 呈高1 23132 .逻辑函数式：作3 .逻辑功能：当两0，相异为1。
4 .应用：判断两个五、同或门ui .逻辑图：上AB3■AB 输入端的状态相同时输出为入信号是否相同。
引导学生自行看书学习 任务四完成对异或门和同或门的分析总结A B 0 0 0 1 10 11引导学生注意同或门和异或门之间的关系。
组合逻辑门电路
《电子线路》教学导学案课题名称：组合逻辑门电路实施课时 2课时教学目标 （知识与技能，过程与方法，情感、态度与价值观）1．了解组合逻辑门电路特点2．掌握与非门、异或门的逻辑功能真值表、逻辑函数表达式 3．能根据真值表画出输出波形教学重点 组合逻辑门电路的逻辑功能 教学难点 逻辑功能的应用 教学资源 无教学实施过程：教学内容： A 、复习： 1．默写与、或、非门电路逻辑符号，逻辑功能。
2．画波形图。
B 、引入 实用中常用与、或、非门组合起来使用，称为组合逻辑门电路。
C 、新授一、与非门 1．与 + 非→ 与非门2．逻辑函数式：B A Y ⋅=。
3．真值表：A B A ·B B A Y ⋅= 0 0 0 10 1 0 11 0 0 11 1 1 04．逻辑功能：全1出0，有0出1。
教师活动： 全体检查简要导入新课讲解有基本逻辑门电路非门电路和与门结合在一起组成与非门讲解输入为00时，输出如何计算启发学生总结与门的逻辑功能 学生活动：默写并画波形图注意听讲任务一完成当输入为其他组合时对应的输出值跟着教师思路试着总结与非门的二、或非门1．或+非→或非门2．逻辑函数式：B A Y +=。
3．真值表：A B A +B B A +0 0 00 1 11 0 11 1 14．逻辑功能：全0出1，有1出0。
三、与或非门1．2．逻辑函数式：D C B A Y ⋅+⋅=3．逻辑关系：输入端分组先与→或→非。
4．真值表：A B C D Y0 0 0 0 10 0 0 1 10 0 1 0 10 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 01 1 1 1 0教师引导学生根据与门门的讲解思路完成多或非门的分析启发讲解如何写出左图中的函数表达式引导学生观察真值表导出逻辑功能逻辑功能。
利用数据选择器实现组合逻辑电路设计案例分析
利用数据选择器实现组合逻辑电路设计案例分析数据选择器是一种基本逻辑电路元件，常用于组合逻辑电路设计中。
通过数据选择器，可以根据输入信号的不同选择不同的输出信号，实现复杂的逻辑功能。
在本文中，我们将通过一个实际的案例分析来说明如何利用数据选择器实现组合逻辑电路设计。
案例背景：假设我们要设计一个控制系统，当输入信号为A时输出信号为X，当输入信号为B时输出信号为Y，当输入信号为C时输出信号为Z。
我们可以使用数据选择器来实现这一逻辑功能。
设计步骤：1.确定输入信号和输出信号的数目。
在这个案例中，我们有3个输入信号（A、B、C）和3个输出信号（X、Y、Z）。
2.选择合适的数据选择器。
我们需要一个3-8数据选择器，因为3个输入信号可以产生8种组合。
3.连接输入信号和数据选择器。
将A、B、C三个输入信号分别连接到数据选择器的输入端。
4.设计逻辑功能。
根据信号的不同组合，确定输出信号的输出逻辑。
5.连接输出信号和数据选择器。
将X、Y、Z三个输出信号连接到数据选择器的输出端。
6.仿真验证。
通过仿真软件验证设计的逻辑功能是否正确。
7.制作原型。
利用逻辑门电路实现设计的功能，并进行实际测试。
在这个案例中，我们可以利用3-8数据选择器来实现逻辑功能。
数据选择器有三个输入引脚和八个输出引脚，根据输入信号的不同选择不同的输出信号。
通过合理的连接和设计，我们可以准确地实现控制系统的逻辑功能。
数据选择器在逻辑电路设计中有着广泛的应用，可以用来设计各种复杂的组合逻辑电路。
通过合理的选型和设计，我们可以实现各种复杂的控制功能，提高系统的性能和稳定性。
在实际应用中，数据选择器是一个非常重要的逻辑元件，掌握好其原理和设计方法对于电路设计师来说至关重要。
总的来说，数据选择器是一种非常重要的逻辑电路元件，在组合逻辑电路设计中有着广泛的应用。
通过合理的选型和设计，我们可以实现各种复杂的控制功能，提高系统的性能和稳定性。
希望通过本文的案例分析，读者对数据选择器的应用有更深入的理解，并能够在实际项目中灵活运用。
组合逻辑电路的设计方案举例
组合逻辑电路的设计举例例1. 某工厂有A、B、C三个车间和一个自备电站，站内有两台发电机G1和G2。
G1的容量是G2的两倍。
如果一个车间开工，只需G2运行即可满足要求；如果两个车间开工，只需G1运行；如果三个车间同时开工，则G1和 G2均需运行。
试画出控制G1和 G2运行的逻辑图，用与非门实现。
解：（1）根据逻辑要求写出逻辑状态表首先假设逻辑变量取“0”、“1”的含义。
设：A、B、C分别表示三个车间的开工状态：开工为“1”，不开工为“0”；G1和 G2运行为“1”，不运行为“0”。
逻辑状态表ABC G1 G2 0 0 0 00 0 0 1 0 11 0 0 1 0 11 0 1 0 0 01 0 1 1 0 11 0 1 0 1 1 111（2）由逻辑状态表写出逻辑式根据状态表写表达式的一般步骤：①在状态表上找出输出为1的行；②将这一行中所有自变量写成乘积项，当变量的取值为“1”时写为原变量，当变量的取值为“0”时写为原变量的反变量；③将所有乘积项逻辑加，便得到逻辑函数表达式。
这里的乘积项又叫最小项，在最小项里，每个变量都以它的原变量或反变量的形式在乘积项中出现，且仅出现一次。
（3）化简逻辑式（4）用“与非”门构成逻辑电路（5）画出逻辑电路图例2：设计三人表决电路（A、B、C）。
每人一个按键，如果同意则按下，不同意则不按。
结果用指示灯表示，多数同意时指示灯亮，否则不亮。
要求用与非门实现。
解：（1）根据逻辑要求列状态表首先确定逻辑变量取0、1的含义：A、B、C分别表示三人按键的状态，键按下时为“1”，不按时为“0”。
F表示指示灯的亮灭，灯亮为“1”，不亮为“0”。
逻辑要求：两个人（包括两个人）以上同意，指示灯亮。
ABCF 0 0 0 0 0 01 0 0 1 0 01 1 1 1 0 01 0 1 1 1 111111（2）由状态表写出逻辑式并化简、转换（3）实现电路。
数字逻辑4-2组合逻辑电路设计(案例1)
设参加表决的输入变量为A、B、C。 输入为0，表示反对，输入为1，表示 同意。表决的结果用输出变量F表示。 表决的原则是“少数服从多数”，如 多数同意，决议通过，F=1，多数反对， 决议被否决，F=0。
数字逻辑
第4章 组合逻辑电路
组合逻辑电路设计
根据分析，可以很容易列出真值表如下图所示：
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 F 0 0 0 1 0 1 1 1
由真值表可以直接写出 其最小项表达式:
F
5， 6， 7 m 3，
数字逻辑
第4章 组合逻辑电路
组合逻辑电路设计
选择与非门组成电路，用卡诺图将其化为最简“与-或”式
数字逻辑
第4章 组合逻辑电路
组合逻辑电路设计
2、求出逻辑函数的最简函数表达式
基于小规模集成电路优化设计目标， 要求所设计的电路包含的门电路最少、 引脚之间连线最少，所以，必须将逻 辑函数化简为最简表达式。 3、选择逻辑门类型并进行逻辑函数的变换 4、画出逻辑电路图
数字逻辑 第4章 组合逻辑电路
组合逻辑电路设计
AB C 0 1 00 0 0 01 0 1 11 1 1 10 0 1
F （A ，B ，C ） AB BC AC AB BC AC AB
数字逻辑
BC
辑电路如下图所示
数字逻辑
第4章 组合逻辑电路
本讲小结
4.2 组合电路的设计方法 案例（1）
数字逻辑
章晓卿
上海交通大学继续教育学院
第4章 组合逻辑电路
4.1 组合电路的分析方法 4.2 组合电路的设计方法 4.3 组合电路中的险象问题
《组合逻辑电路》教案
《组合逻辑电路》教案课程名称：组合逻辑电路授课时间：4学时（2小时理论+2小时实践）目标学生：高级中学电子技术专业学生一、课程目标：1.了解组合逻辑电路的基本概念和特点；2.掌握基础的组合逻辑门电路的设计方法；3. 能够使用Karnaugh图进行组合逻辑优化设计；4.能够应用组合逻辑电路解决实际问题。
二、教学内容及计划：第一学时：1.课程介绍和内容概述（10分钟）-简要介绍组合逻辑电路的定义、特点和应用领域。
2.组合逻辑门电路的基本概念（30分钟）-介绍与组合逻辑电路相关的布尔代数基础知识；-介绍基本的组合逻辑门电路（与门、或门、非门）的功能和真值表。
3.组合逻辑门电路的设计原理（40分钟）-介绍组合逻辑电路的设计原理，包括使用真值表进行设计和化简布尔代数表达式；-通过示例演示布尔代数表达式的化简方法。
4.组合逻辑电路的应用案例（20分钟）-介绍组合逻辑电路在计算机、通信等领域的应用案例；-分析应用案例中的问题和需求，引出后续课程的设计任务。
第二学时：1. 组合逻辑电路设计的Karnaugh图法（40分钟）- 介绍Karnaugh图的原理和基本操作；- 示范使用Karnaugh图进行组合逻辑电路的优化设计。
2.组合逻辑电路的设计实例（40分钟）-给出一个实际问题作为设计任务，要求学生设计一个相应的组合逻辑电路解决问题；- 指导学生使用Karnaugh图和其他设计方法进行优化设计。
第三学时：1.实践操作：搭建组合逻辑电路（40分钟）-学生根据前两节课学习的内容，使用逻辑门芯片和连接线搭建一个给定布尔表达式的组合逻辑电路。
2.讨论和总结（20分钟）-学生互相分享自己的设计和搭建经验；-教师进行总结，强调设计思路和方法。
第四学时：1.教师课堂点评和评估（30分钟）-教师对学生的实际搭建结果进行点评和评估；-针对设计和搭建过程中的问题进行讨论和解答。
2.学生作业布置（10分钟）-布置小组作业，要求学生设计一个特定功能的组合逻辑电路，并撰写设计报告。
组合逻辑电路的设计方法案例分析
组合逻辑电路的设计方法案例分析
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逻辑电路。
组合逻辑电路的设计步骤如下。
(1)分析设计要求，设置输入变量和输出变量并逻辑赋值。
(2)列真值表，根据上述分析和赋值情况，将输入变量的所有取值组合和与之相对应的输出函数值列表，即得真值表。
(3)写出逻辑表达式并化简。
(4)画逻辑电路图。
例：设计一个3路判决电路，A 裁判具有否决定权。
解：(1)分析设计要求，设输入、输出变量并逻辑赋值。
输入变量：A 、B 、C 分别为3个裁判。
输出变量：Y 。
逻辑赋值：用1表示肯定，用0表示否定。
(2)列真值表，见表6.6。
(3) 由真值表写出逻辑函数表达式并化简。
C B A C AB ABC Y ++= AC AB AC AB ⋅=+= (4) 画逻辑电路图。
用与非门电路实现，如图6.46所示。
图6.46逻辑电路图
利用分立门电路搭接了具有一定逻辑功能的组合逻辑电路，需要的组合逻辑电路固然能通过刚才的方法利用门电路进行搭接，但缺点是该种电路所需的硬件多、连线多、电路复杂，从而造成功耗、重量及体积增大，同时特性较差，所以可利用现成的集成数字组合逻辑电路来搭接相应的功能电路，接下来介绍常见的集成组合逻辑电路。
组合逻辑电路举例
组合逻辑电路举例组合逻辑电路是由逻辑门和逻辑门之间的连接组成的电路，用于实现特定的逻辑功能。
下面列举了十个常见的组合逻辑电路。
1. 与门（AND Gate）：与门有两个或多个输入信号和一个输出信号。
当所有输入信号都为高电平时，输出信号为高电平；否则输出信号为低电平。
2. 或门（OR Gate）：或门有两个或多个输入信号和一个输出信号。
当任意一个输入信号为高电平时，输出信号为高电平；只有当所有输入信号都为低电平时，输出信号才为低电平。
3. 非门（NOT Gate）：非门只有一个输入信号和一个输出信号。
当输入信号为高电平时，输出信号为低电平；当输入信号为低电平时，输出信号为高电平。
4. 与非门（NAND Gate）：与非门是与门的输出信号经过非门得到的结果。
当所有输入信号都为高电平时，输出信号为低电平；否则输出信号为高电平。
5. 或非门（NOR Gate）：或非门是或门的输出信号经过非门得到的结果。
当任意一个输入信号为高电平时，输出信号为低电平；只有当所有输入信号都为低电平时，输出信号才为高电平。
6. 异或门（XOR Gate）：异或门有两个输入信号和一个输出信号。
当两个输入信号相同时，输出信号为低电平；当两个输入信号不同时，输出信号为高电平。
7. 三态门（Tri-state Gate）：三态门有一个控制信号和一个数据信号，以及一个输出信号。
当控制信号为高电平时，输出信号等于数据信号；当控制信号为低电平时，输出信号为高阻态。
8. 选择器（Multiplexer）：选择器有多个输入信号和一个控制信号，以及一个输出信号。
根据控制信号的不同，将特定的输入信号输出到输出端。
9. 解码器（Decoder）：解码器有多个输入信号和多个输出信号。
根据输入信号的不同，将特定的输出信号置为高电平，其余输出信号为低电平。
10. 加法器（Adder）：加法器用于实现二进制数字的加法运算。
它有两个输入信号和一个进位输入信号，以及一个输出信号和一个进位输出信号。
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连云港大港中等专业学校教案
教案纸
8.3组合逻辑门电路
实用中常把与门、或门和非门组合起来使用。
8.3.1 几种常见的简单组合门电路
一、与非门
1．电路组成
在与门后面接一个非门，就构
成了与非门，如图8.3.1所示。
2．逻辑符号
在与门输出端加上一个小圆
圈，就构成了与非门的逻辑符号。
3．函数表达示式
与非门的函数逻辑式为
B
A
Y⋅
=
(8.3.1)
4．真值表
表8.3.1给出了与非门的真值表。
5．逻辑功能
与非门的逻辑功能为“全1出0，有0出1”。
表8.3.1 与非门真值表
A B A ⋅ B B
A⋅
0 0 1 1 0
1
1
1
1
1
1
二、或非门
1．电路组成
在或门后面接一个非门就构成
了或非门，如图8.3.2所示。
2．逻辑符号
在或门输出端加一小圆 圈就变
成了或非门的逻辑符号。
3．逻辑函数式
或非门逻辑函数式为
B
A
Y+
= (8.3.2)
4．真值表
表8.3.2给出了或非门的真值表。
表8.3.2 或非门真值表
A B A ⋅ B B
A
Y+
=备注
课题
讲授
检查完成任
务情况巡视辅导
图8.3.1 与非门图8.3.2 或非门
0 0 1 1 0
1
1
1
1
1
1
5．逻辑功能
或非门的逻辑功能为“全0出1，有1出0”。
三、与或非门
1．电路组成
把两个(或两个
以上)与门的输出端
接到一个或非门的各
个输入端，就构成了
与或非门。
与或非门
的电路如图8.3.3(a)
所示。
2．逻辑符号
与或非门的逻辑符号如图8.3.3(b)所示。
3．逻辑函数式
与或非门的逻辑函数式为
CD
AB
Y+
=
(8.3.3)
4．真值表
表8.3.3给出了与或非门真值表。
表8.3.3 与或非门真值表
A B C D Y
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
5．逻辑功能
与或非门的逻辑功能为：当输入端中任何一组全为1时，输出即为0；只有各组输入都至少有一个为0时，输出才为1。
图8.3.3 与或非门
四、异或门
1．电路组成
异或门的电路如图
8.3.4(a)所示。
2．逻辑符号
异或门的逻辑符号如图
8.3.4(b)所示。
3．逻辑函数式
异或门的逻辑函数式为
B
A
B
A
Y+
=
(8.3.4)
上式通常也写成
Y = A ⊕ B (8.3.5)
4．真值表
表8.3.4给出了异或门真值表。
表8.3.4 异或门真值表
A B Y
0 0 1 1 0
1
1
1
1
5．逻辑功能：当两个输入端的状态相同(都为0或都为1)时输出为0；反之，当两个输入端状态不同(一个为0，另一个为1)时，输出端为1。
6．应用：判断两个输入信号是否不同。
五、同或门
1．电路组成
在异或门的基础上，最后加上一
个非门就构成了同或门，如图8.3.5(a)
所示。
2．逻辑符号
同或门逻辑符号如图8.3.5(b)所
示。
3．逻辑函数式
同或门逻辑函数式为
B
A
AB
Y+
=
(8.3.6)
同或门逻辑函数式通常也写成
Y = A ⊙ B (8.3.7)
4．真值表
表8.3.5给出了同或门的真值表。
表8.3.5 同或门真值表
A B Y
0 0 0
1
1
图8.3.4 异或门
图8.3.5 同或门
1 1
0 1
0 1
5．逻辑功能：当两个输入端的状态相同(都为0或都为1)时输出为1；反之，当两个输入端状态不同(一个为0，另一个为1)时，输出端为0。
6．应用：判断两个输入信号是否相同。
8.3.2 组合逻辑门电路功能特点和数字集成电路简介
一、组合逻辑门电路功能特点
1．任何时刻的输出状态直接由当时的输入状态决定； 2．电路没有记忆功能。
二、数字集成电路简介 1．分类
① 晶体三极管型数字集成电路(简称TTL 电路)； ② 场效应管数字集成电路(简称MOS 电路)。
2．主要产品系列
数字集成电路的主要产品系列参见表8.3.6。
表8.3.6 数字集成电路的主要产品系列 系列
子系列 名 称 国际型号 部标型号 TTL
TTL HTTL STTL
LSTTL ALSTTL
基本型中速
TTL 高 速TTL 超 高 速TTL 低 功 耗TTL 先进低功耗
TTL
CT54／74 CT54／74H CT54／74S CT54／74LS CT54／74ALS T1000 T2000 T3000 T4000
MOS
CMOS HCOMS
HCMOST
互补场效应管
型 高速CMOS 与TTL 兼容的高速CMOS
CC4000 CT54／74HC CT54／74HCT
C000 3．数字集成电路外形举例
数字集成电路目前大量采用双列直插式外形封装。
如图8.3.、8.3.9所示。
管脚的编号判读方法：把标志(凹口)置于左方，逆时针自下而上依次读出外引线编号。
数字集成电路主要参数有：
图8.3. 74LS00外引线排列图 图8.3.9 CC408外引线排列图
① 输出高电平V OH 和输出低电平V OL 。
② 输入高电平V IH 和输入低电平V IL ，有时把这两个值的中间值称为输入的阈值电压V IT 。
③ 输出高电平电流I OH 和输出低电平电流I OL 。
④ 传输延时t PHL 和t PLH 它们的平均值称为平均传输延迟时间t pd 。
⑤ 扇出系数N ：与非门输出端能驱动同类门的数目。
[例8.3.1] 已知某逻辑电路的输入、输出相应波形如图8.3.12所示，试写出它的真值表和逻辑函数式。
解 由波形对应关系，列出真值表如下：
A B Y 0 1 1 0
0 0 1 1
1 0 0 0
逻辑函数式为 B A Y +=
小结：
本次课重点讲授组合逻辑门电路，内容较多，需要学生活学活用。
布置作业：
P132 8.9 8.10 教学反思
图8.3.12 某逻辑电路输入、
输出相应波形。