组合逻辑电路分析与设计资料讲解
组合逻辑电路的分析和设计PPT课件
(3) 列函数表达式
F2 m(1,2) d(3,5,6,7) F1 m(1,4) d(3,5,6,7)
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F2 m(1,2) d(3,5,6,7) F1 m(1,4) d(3,5,6,7)
(4) 逻辑函数的化简
a. 化简F2
BC
A 00 01 11 10
0
1 1
种不同的编码器，如二进制编码器、优先编码器和 8421BCD编码器等。 1. 二进制编码器
用n位二进制代码对N=2n个一般信号进行编码 的电路，叫做二进制编码器。 二进制编码器也称之为2n –n线二进制编码器。
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(1) 二进制编码器的主要特点
任何时刻只允许输入一个有效信号，不允许同时出现 两个或两个以上的有效信号，因而其输入是一组有约束(互 相排斥)的变量。
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⑵ 写出逻辑函数表达式
由真值表写出逻辑函数表达式。
⑶ 对逻辑函数式进行化简和变换 根据选用的逻辑门的类型，将函数式化简或变换
为最简式。选用的逻辑门不同，化简的形式也不同。 ⑷ 画出逻辑电路图
根据化简后的逻辑函数式，画出门级逻辑电路图。 在实际数字电路设计中，还须选择器件型号。
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& B
& B
L CA CB
L CA CB
若用集成门实现与或式，至少需要两种类型的门电路。
若用集成门实现与非式，则仅需要一种类型的门电路。
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[例7] 试用与或非门设计一个操作码形成器，如图所 示。当按下*、+、-各个操作键时，要求分别产生乘 法、加法和减法的操作码01、10和11。
2. 组合逻辑电路的主要特点 a. 电路中就不包含记忆性元器件; b. 而且输出与输入之间没有反馈连线; c. 门电路是组合电路的基本单元。 d. 输出与电路原来状态无关。
组合逻辑电路
输出Y.～Y.为低电平0有效。代码1010～1111
没有使用，称为伪码。由上表可知，当输入伪
码1010～1111时，输出Y9～Y0都为高电平1， 不会出现低电平0。因此译码器不会产生错误译
码。
图13.7 二-十进制译码器逻辑图
1.3 译 码 器
10
1.3 译 码 器
11
1.3.3 BCD-7段显示译码器
二进制码器是用于把二进制 代码转换成相应输出信号的译码 器。常见的有2线-4线译码器、 3线-8线译码器和4线-16线译码 器等。如图13.5所示为集成3线 -8线译码器74LS138的逻辑图 。
图13.5 3线-8线译码器逻辑图
1.3 译 码 器
9
1.3.2 二-十进制译码器
将4位BCD码的10组代码翻译成0～9这10个
图1.11 数据选择器
1. 4选1数据选择器
图1.12所示为4选1数据选择器的逻辑图 ，A1、A0是地址端。D0～D3是4个数据端 ，ST是低电平有效的使能端，具有两个互 补输出端Y和Y。对于不同的二进制地址输 入，可按地址选择D0～D3中一个数据输出 。其功能如表13.8所示。
图1.12 4选1数据选择器逻辑图
1
1.1 组合逻辑电路的分析与设计
2
1.1.1 组合逻辑电路的分析方法
组合逻辑电路的分析是根据给定的逻辑电路图，弄清楚它的逻辑功 能，求出描述电路输出与输入之间的逻辑关系的表达式，列出真值表 。一般方法如下所述。
1）根据给定的逻辑电路的逻辑图，从输入端向输出端逐级写出各 个门对其输入的逻辑表达式，从而写出整个逻辑电路的输出对输入的 逻辑函数表达式。
2）利用逻辑代数运算法则化简逻辑函数表达式。 3）根据化简后的逻辑函数表达式，列出真值表，使逻辑功能更加 清晰。 4）根据化简后的逻辑函数表达式或真值表，分析逻辑功能。 下面通过一个例子说明组合逻辑电路的分析方法。
组合逻辑电路的分析和设计 共75页
3.2 常用 组合逻辑电路
第三章 组合逻辑电路
定理：若两个逻辑变量X、Y 同时满足X+Y=1、XY=0，
则有X=Y。
令 X I 7 ， Y I 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6
则满足 X Y 1 ， X Y 0 ∴ I 7 I 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 以此类推： I6I0I1I2I3I4I5I7
I5I0I1I2I3I4I6I7 I4I0I1I2I3I5I6I7
代入Y2的表达式就得到： Y 2I4I5I6I7 同理 Y 1I2I3I6I7 Y 0I1I3I5I7
3.2 常用 组合逻辑电路
第三章 组合逻辑电路
I1
Y 0I1I3I5I7
I2
Y 1I2I3I6I7 I3
G3G2G1G0
0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
3.1 组合逻辑电路的分析和设计
第三章 组合逻辑电路
自然二进制码至格雷码的转换
G 3 B3
G 2 B 3 B 2
3.1 组合逻辑电路的分析和设计
第三章 组合逻辑电路
3.1 组合逻辑电路的分析和设计
组合逻辑电路的分析 组合逻辑电路的设计
3.1 组合逻辑电路的分析和设计
第三章 组合逻辑电路
组合逻辑电路的分析
已写 知函 组数 合表 电达 路式
分析步骤
公式法 图形法
简
化
真
函
值
数
第4章组合逻辑电路的分析与设计课件备课讲稿
② 根据输出函数表达式列出真值表。 ③ 用文字概括出电路的逻辑功能。 ④ 改进设计，寻找最佳方案（未必进行）。
第4章 组合逻辑电路
第4章 组合逻辑电路
【例4-1】 分析图4-2所示组合逻辑电路的逻辑功能。
A
&
B
P1
& P2
① 表达式
Hale Waihona Puke G 3 B 3G G2 1
B3 B2
B2 B1
G 0 B 1 B 0
第4章 组合逻辑电路
① 表达式
G 3 B 3
G
G
2 1
B3 B2
B2 B1
G 0 B 1 B 0
② 真值表
③ 分析功能
自然二进制码至格雷码的转 换电路。
自然二进制码 格雷码
B3B2B1B0 G3G2G1G0 0000 0 0 0 0 0001 0 0 0 1 0010 0 0 1 1 0011 0 0 1 0 0100 0 1 1 0 0101 0 1 1 1 0110 0 1 0 1 0111 0 1 0 0 1000 1 1 0 0 1001 1 1 0 1 1010 1 1 1 1 1011 1 1 1 0 1100 1 0 1 0 1101 1 0 1 1 1110 1 0 0 1 1111 1 0 0 0
&
F
C
&
P3
图 4-2
第4章 组合逻辑电路
解：①根据给出的逻辑图， 逐级推导出输出端的逻辑函数表达式：
P1=AB
P2=BC P3=AC
FA•B B•A C C A B C AC
A
组合逻辑电路分析和设计
0 ××× 0 1 1 1 1 100
0 ×× 0 1 1 1 1 1 101
0 × 0 1 1 1 1 1 1 110
0 0 1 1 1 1 1 1 1 111
出
GS OE
11 10 01 01 01 01 01 01 01 01
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74LS148的逻辑功能描述：
(1) 编码输入端：逻辑符号输入端 I0~I7 上 面均有“—”号，这表示编码输入低电平有效。
输入：八个信号（对象） I0~I7 （二值量）
输出：三位二进制代码 Y2Y1Y0
称八线—三线编码器
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2.2 二-十进制编码器
1、定义：将０．．．９十个数字转换为二进制 代码的电路，称为二-十进制编码器．
2、特点：电路有十个输入端，四个输出端。所 以也称为10线－4线编码器。
3、举例：分析下图电路的逻辑功能。 根据逻辑图 写出函数表达式 列出真值表
确定电路逻辑功能
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由图可写出编码器的 输出逻辑函数为：
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图中I0...I9为十个需要编码的输入信号,输出
Y3Y2Y1Y0为四位二进制代码。
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编码器真值表
图中为二-十进制编码器。I0...I9为十个需要编码的输入信号,输出
2019/12/1Y6 3Y2Y1Y0为四位二进制代码。
专题1 组合电路分析与设计
导入新课
TTL门和 CMOS门中闲置输入端该如何处理？ CMOS门和TTL门的接口电路要考虑哪两个问题？ 数字电路按其有无记忆功能，分为组合逻辑电路和时序逻 辑电路两大部分。
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「组合逻辑电路分析和设计」
「组合逻辑电路分析和设计」组合逻辑电路分析和设计是计算机科学与工程领域中的重要内容。
本文主要从以下几个方面来进行阐述和介绍。
首先，组合逻辑电路是由与门、或门、非门等基本逻辑门按照一定规则组合而成的电路。
相比于时序逻辑电路，组合逻辑电路没有时钟信号的影响，其输出仅取决于输入。
因此，组合逻辑电路的分析和设计相对较为简单。
组合逻辑电路的分析主要涉及输入与输出之间的逻辑关系。
通过给定的真值表或逻辑函数，可以根据组合逻辑电路的输入和输出关系，推导出电路的逻辑表达式。
例如，对于一个4输入与门，当且仅当所有的输入都为1时，输出才为1、通过对输入和输出进行逻辑运算，可以得到逻辑表达式为Y=A*B*C*D。
组合逻辑电路的设计是根据给定的逻辑关系，构造出满足要求的电路结构。
设计的过程主要包括确定逻辑门的类型和数量，以及逻辑门之间的连接方式。
通过逻辑门的级联、并联、或者反馈连接，可以实现各种复杂的逻辑功能。
组合逻辑电路的设计通常采用两种方法：卡诺图和最小项拓展。
卡诺图是一种图形化的方法，将真值表中的1所对应的位置连接起来，形成一个矩形或者一组矩形。
通过对卡诺图进行化简和合并，可以得到最简化的逻辑表达式。
最小项拓展方法则是将逻辑关系转化为多个最小项的组合。
通过对最小项进行合并和优化，可以得到最简化的逻辑电路。
在实际的组合逻辑电路设计中，还需要考虑一些逻辑优化的技巧。
例如，引入分立的反相器可以简化逻辑表达式，减少逻辑门的使用数量。
另外，使用触发器可以引入时序逻辑，实现更复杂的功能。
总之，组合逻辑电路分析和设计是计算机科学与工程中非常重要的内容。
通过对组合逻辑电路的分析，可以得到逻辑表达式；通过对组合逻辑电路的设计，可以构造出满足需求的电路结构。
熟练掌握组合逻辑电路的分析和设计方法对于计算机科学与工程专业的学生来说是非常重要的。
组合逻辑电路的分析和设计
精品课件
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4.画出逻辑电路图
Full
A
Adder
B
Cin
Sum C0ut
Output un-carry Full Adder
Ai Bi
Ci-1
Ai⊕ Bi⊕ C in
精品课件
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多输入组合逻辑电路设计
• 例3设计两个4位二进制数全加器 解： 1.全加器的工作过程如下：
C2 C1 C0
被加数 Ai
2.写出Si和Ci的逻辑函数式：
由例2得到Si的逻辑函数式 Si=Ai ⊕ Bi ⊕ Ci-1
进位输出Ci的逻辑函数表达式：
Ci=Ai Bi Ci-1+ AiBiCi-1+ AiBiCi-1+ AiBiCi-1
= （Ai ⊕ Bi） Ci-1精+品A课i件Bi
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3.画出逻辑电路图
Ai⊕Bi Half Adder
精品课件
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4位比较器电路
74AC11521 8-bit identity 74ACT520 8-bit identity 74FCT521 8-bit identity
以上为三种MSI
Y=A0 ⊕B0 A1 ⊕B1 A2 ⊕B2 A3 ⊕B3
因为每一位二进制数相等时，4位全相
等，输出才为1精’。品课件
3
组合逻辑电路的概念
YOa
YO2
-tional
Logic
Circuit
Xin
YOm
精品课件
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组合逻辑电路的特性
• ⑴.组和逻辑电路可以 是多输入多输出逻 辑电路；
• ⑵.输入变量只有“0”、“1”两种状态， 因此n个输入变量有2n种输入组和状态；
组合逻辑电路的分析和设计
组合、时序逻辑电路的概念和结构
组合逻辑电路结构与特点：
组合逻辑电路结构：由若干个门电路组成。
组合逻辑电路特点：输出仅与该时刻的输入有关，与电路原状态无关。
常见组合逻辑电路：编码器、译码器、数据选择器、数据分配器……
时序逻辑电路结构与特点：
时序逻辑电路结构：由组合逻辑电源自和存储电路组成。时序逻辑电路特点：输出不仅与该时刻的输入有关，还与电路原状态有关。
习题2（P209）
课程
主题13：组合逻辑电路和时序逻辑电路
课题1：组合逻辑电路和时序逻辑电路的简介
授课班级
授课时间
授课时数
教学分析
通过教学，让同学们对组合逻辑电路和时序逻辑电路有更多的了解和认识。
教学目标
知识目标：
了解组合逻辑电路、时序逻辑电路的概念
掌握组合逻辑电路的分析方法和设计步骤
能力目标：
能够快速的进行组合逻辑电路分析及设计
重点
难点
重点：
组合逻辑电路、时序逻辑电路的概念
组合逻辑电路的分析与设计
难点：
组合逻辑电路的分析方法和设计步骤
授课方式、手段、方法
讲授法与课堂提问相结合
PPT多媒体演示技术
课外实践
教学小结
附件说明
教学课件PPT
教学过程及其主要内容
【课堂导入】
数字逻辑电路按逻辑功能不同，可分为组合逻辑电路、时序逻辑电路两大类。
二．组合逻辑电路的设计：
组合逻辑电路的设计：已知要实现的逻辑电路功能，设计实现该功能的逻辑电路图的过程。
设计步骤：
逻辑电路图
最简表达式
逻辑表达式
真值表
实际逻辑功能
讲解例题：（P208例2）
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组合逻辑电路分析与
设计
学院：软件学院
专业：软件工程（嵌入式软件与系统）
姓名：朱婧文
学号：10389288
实验二组合逻辑电路分析与设计实验报告
一，实验目的：
1，掌握组合逻辑电路的分析方法，并验证其逻辑功能。
2，掌握组合逻辑电路的设计方法，并能用最少的逻辑门实现。
3，熟悉示波器的使用。
二，实验仪器及器件：
1，数字电路试验箱，数字万用表，示波器。
2，74LS00X2，74LS86X1,74S197X1。
三，实验原理：
1. 组合逻辑电路的分析：对已给定的组合逻辑电路分析其逻辑功能。
步骤：（1）由给定的组合逻辑电路写函数式；
（2）对函数式进行简化或变换；
（3）根据最简式列真值表；
（4）确认逻辑功能。
2, 组合逻辑电路的设计：就是按照具体逻辑命题设计出最简单的组合电路步骤：（1）根据给定的事件的因果关系列出真值表
（2）由真值表写函数式；
（3）对函数式进行简化或变换；
(4)画出逻辑图，并测试逻辑功能。
四，实验内容模拟
1. 设计一个大代码转换电路，输入四位8421码，输出四位循环码。
2. 用逻辑开关模拟二进制的输入，输出到0-1显示器上
组合逻辑电路实验图:
CP和Q A的波形图
CP和Q B的波形图
CP和Q C的波形图
CP和Q D的波形图
加法器仿真图:
r。