组合逻辑电路的分析与设计(4)

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第四章组合逻辑电路的分析与设计

第四章组合逻辑电路的分析与设计

=1
S
C = AB 画出逻辑电路图。 画出逻辑电路图。
S = AB + AB = A ⊕ B
&
C
2.全加器——能同时进行本位数和相邻低位的进位信号的加法运算。 全加器 能同时进行本位数和相邻低位的进位信号的加法运算。
由真值表直接写出逻辑表达式,再经代数法化简和转换得: 由真值表直接写出逻辑表达式,再经代数法化简和转换得:
每一个输出变量是全部或部分 输入变量的函数: 输入变量的函数: L1=f1(A1、A2、…、Ai) 、 L2=f2(A1、A2、…、Ai) 、 …… Lj=fj(A1、A2、…、Ai) 、
4.1 组合逻辑电路的分析方法
分析过程一般包含4个步骤: 分析过程一般包含4个步骤:
例4.1.1:组合电路如图所示,分析该电路的逻辑功能。 组合电路如图所示,分析该电路的逻辑功能。
第四章 组合逻辑电路的分析与设计
组合逻辑电路的概念: 组合逻辑电路的概念: 电路任一时刻的输出状态只决定于该时刻 各输入状态的组合,而与电路的原状态无关。 各输入状态的组合,而与电路的原状态无关。
组合电路就是由门电路组合而成, 组合电路就是由门电路组合而成 , 电路中没有记 忆单元,没有反馈通路。 忆单元,没有反馈通路。
= Ai Bi + ( Ai ⊕ Bi )C i- 1
S i = Ai ⊕ Bi ⊕ C i 1
C i = Ai Bi + ( Ai ⊕ Bi )C i- 1
根据逻辑表达式画出全加器的逻辑电路图: 根据逻辑表达式画出全加器的逻辑电路图:
& Ai Bi Ci-1 =1 Si ≥1 =1 Ci
Ai Bi Ci-1 CI ∑ CO Si Ci
4.3.3 译码器

组合逻辑电路的分析和设计方法

组合逻辑电路的分析和设计方法
Y2 I 7 I 6 I 7 I 5 I 6 I 7 I 4 I 5 I 6 I 7 I 7 I 6 I 5 I 4 Y1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 6 I 7 I 7 I 2 I 4 I 5 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 Y0 I1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 5 I 6 I 7 I 7 I1 I 2 I 4 I 6 I 3 I 4 I 6 I 5 I 6 I 7
数字电路与 系统设计
第三章 组合逻辑电路
自动化学院应用电子教学中心
1
第三章 组合逻辑电路
3.1 概述
3.2 组合逻辑电路分析 3.3 组合逻辑电路设计 3.4 典型组合逻辑电路
自动化学院应用电子教学中心
2
3.1 概述
1. 组合逻辑电路的描述
Y1 f1 ( X 1 , X 2 , Y2 f 2 (X 1 ,X 2 , Ym f m ( X 1 , X 2 ,
图3.4.2 8线–3线编码器的逻辑图
自动化学院应用电子教学中心
19
②优先编码器 特点:允许同时输入两个以上的编码信号,但只对 其中优先权最高的一个进行编码。
8线-3线编码器
表3.4.2 8线-3线优先编码器的真值表
自动化学院应用电子教学中心
20
②优先编码器
8线-3线优先编码器 (设I7优先权最高…I0优先权最低) 优先编码器的逻辑表达式:
分析因果关系,确定输入/输出变量
定义逻辑状态(即赋逻辑状态值)
(2)列写真值表 (3)写出函数表达式,并根据器件类型化简 (4)画逻辑图

组合逻辑电路

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与设计

组合逻辑电路的分析与设计
2005.7
数字电路系统分为两大类:
组合逻辑电路、时序逻辑电路。
组合逻辑电路:是指电路的输出只与当时的输入有关,而与电路 以前的状态无关。
时序逻辑电路:指电路的输出不仅与当时的输入有关,还与电路 以前的状态有关。
特点:
1、电路中不存在输出到输入的反馈网络,因此输出状态不影响 输入状态。
设计任务:根据给定要求的文字描述或逻辑函数,在特定条件下 ,找出用最少的逻辑门来实现给定逻辑功能的方案,并画出逻辑 电路图。
组合电路是由各种单元门电路组成,它的设计步骤:
(1)、根据逻辑功能的要求,列出输入和输出变量的真值表; (2)、由真值表列出逻辑函数表达式; (3)、将逻辑函数式进行化简或变换,得到所需的最简表达式
有三个信号输入端:A、B、C,共有八种不同的组合;对应8个输 出号信端 (低电平有效):Y0、Y1、Y2……Y7;
另外,还有3个译码使能控制信号(为增强译码器的功能):G1、 G2A、G2B;当G1为1,且G2A、G2B均为0 时,译码器处于工作状态( 即选通), 将8个三位二进制代码转成相应的8个输出(注意:输出 为低电平有效,即Y=0)。而对于这三者的其它状态,译码器均处 于非工作状态。
输入
输出
G1 G2A G2B C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
× 1 ×××× 1 1 1 1 1 1 1 1 ×× 1 ××× 1 1 1 1 1 1 1 1 0 ××××× 1 1 1 1 1 1 1 1 10000001111 111 10000110111 111 10001011011 111 10001111101 111 10010011110 111 10010111111 011 10011011111 101 10011111111 110

组合逻辑电路 4组合逻辑电路的分析

组合逻辑电路 4组合逻辑电路的分析

2021/7/28
14
4.2 组合逻辑电路的设计
一、组合逻辑电路的设计:根据实际逻辑问题,求出所 要求逻辑功能的最简单逻辑电路。 二、组合逻辑电路的设计步骤
1、逻辑抽象:根据实际逻辑问题的因果关系确定输入、 输出变量,并定义逻辑状态的含义; 2、根据逻辑描述列出真值表; 3、由真值表写出逻辑表达式; 4、根据器件的类型,简化和变换逻辑表达式; 5、画出逻辑图。
1
C 1
& & Z
&
Z AC AC
2021/7/28
6
4.1 组合逻辑电路分析
A 1
B 1
C 1
X
&
&
&
Y
& & Z
&
3、列写真值表 真值表
AB CXY Z
2、表达式变换
0 0 0 00 0
0 0 1 00 1
X=A
0 1 0 01 0
0 1 1 01 1
Y AB AB AB AB 1 0 0 1 1 1
解:1. 写出输出逻辑表达式
A
B
S Z2 Z3 Z2 Z3
A AB B AB
A(A B) B(A B)
AB AB A B
C Z1 AB
2. 列写真值表。
3. 确定逻辑功能:半加器
2021/7/28
& Z2
A AB
&
Z1
AB
& S
& Z3
B AB
1
C
输入 AB 00 01 10 11
0000
0000 1 1 1 1 G2 G3 1 1 1 1

四章组合逻辑电路的分析与设计

四章组合逻辑电路的分析与设计
2. 根据题意列出逻辑状态真值表。
30
根据题意,写真值表
A
B
C
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
F 0 0 0 1 0 1 1 1
31
3. 画出卡诺图,化简函数:
BC A 00 01 11 10
BC
00 0 1 0
10 1 1 1
AB
AC
F AB BC CA
32
4. 根据逻辑表达式画出逻辑图。
S AB AB A B C AB
16
逻辑图
A B
=1 S
&
C
中规模集成 逻辑符号
A

S

B
器C
17
(2)全加器:
相加过程中,既考虑加数、被加数又考 虑低位的进位位。集成逻辑符号:
A 器全 F
B

Ci
Co
18
双全加器SN74LS183的管脚图 Ucc 2A 2B 2Ci 2Co 2F 14
40
三、中规模集成(MSI)组合电路
41
常用MSI组合 逻辑器件:
☆ 编码器 ☆ 译码器 ☆ 数据选择器
(MUX)
☆ 数据分配器 ☆ 数码比较器 ☆ 加法器减法器
42
一、 译码器
译码是将某个二进制编码翻译成电路的 某种状态,是将输入的某个二进制编码与电 路输出的某种状态相对应。
☆ 二进制译码器
26
组合电路分析的总结

组合逻辑电路的分析方法和设计方法--教案

组合逻辑电路的分析方法和设计方法--教案
(2)列出逻辑函数的真值表
N个变量2n种输入组合
(3)分析逻辑功能
分析真值表(结论用真值表进行检验)
(4)例题分析
2、基本设计方法
(1)分析设计要求,列出真值表
输入变量与输出变量的关系
逻辑赋值(0或1)
(2)根据真值表写出逻辑函数表达式
真值表转逻辑函数表达式
(3)对输出逻辑函数进行化简
代数法
(4)根据最简逻辑函数式画逻辑图
课堂教学教案
授课章节名称
2.1 组合逻辑电路的分析方法和设计方法
课型
新授
授课日期
2013年3月26日 第6周
课时数
3
教学目标
知识:了解逻辑电路的分析方法和设计方法
能力:能够分析简单逻辑电路
情感:培养学生认真细致的学习态度
教学重点
逻辑电路的分析方法
教学难点
逻辑电路的设计
教学方法
讲授、讨论、练习、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ组合作、习题法
教 学 资 源
多媒体课件
课外作业
P86 2.1
教 学 后 记
教学实践
教学环节与主要教学内容
具体教学目标
教学活动
一、复习引入
1、真值表转换成逻辑表达式的步骤
2、逻辑表达式转换为真值表的方法
3、门电路符号
二、新课学习
1、基本分析方法
(1)根据给定的逻辑电路写出输出逻辑函数式
逻辑电路转换成逻辑表达式
逻辑表达式化简
逻辑函数转逻辑图
(5)例题讲解
三、总结
熟练进行不同表达式间的转换
掌握逻辑电路基本分析方法
了解逻辑电路基本设计方法
教师提问
学生回答
教师总结

组合逻辑电路分析与设计习题解答

组合逻辑电路分析与设计习题解答
设主裁判为A,副裁判为B、C、D,裁判判定成功为1;灯为F,灯亮为1。 1、列出真值表:
A
B
C
D
F
A
B
C
D
F
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
101来自001
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
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1
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1
0
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
组合逻辑电路设计(1)
A
B
C
D
组合逻辑电路分析(3)
F ABCD ABC D ABCD ABC D ABCD ABC D ABCD ABC D
CD
AB
00
01 11
10
00
1
1
01
1
1
11
1
1
10
1
1
组合逻辑电路分析(3)
F ABCD ABC D ABCD ABC D ABCD ABC D ABCD ABC D
电路功能: 在ABC取值中,若1
的个数为奇数,则输出 S为1;
在ABC取值中,若1 的个数为两个或三个, 则输出C为1;
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B S 4 S 5 S 6 S 7 S 4 S 5 S 6 S 7 嘉应学院电子信息工程系
C D S S 2 1 S S 3 3 S S 5 6 S S 7 7 S S 9 2 S 3 S S 6 1 S S 3 7 S 5 S 7 S 9
重新整理得:
第 三
A S8S9

BS4S5S6S7
S0


S1

S2

S3


S4

S5
电 路
S6
S7
S8
S9
嘉应学院电子信息工程系
解:(1)列出真值表:(开关按下表示该条线为0电位,对该 条编号的开关编码,只允许一个开关按下,有约束条件)
第 三 章
组 合 逻 辑 电 路
(2)由真值表写出各输出的逻辑表达式为(下式为利用约束项 化简后的结果):
AS8S9S8S9
嘉应学院电子信息工程系
3.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法
3.2.1 组合逻辑电路的分析方法 分析过程一般包含4个步骤: 第 三 章 组 合 例3.3.1:组合电路如图所示,分析该电路的逻辑功能。 逻 辑 电 路
嘉应学院电子信息工程系
解:(1)由逻辑图逐级写出逻辑表达式。为了写表达式方便,
借助中间变量P。

三 章
A2 I4I5I6I7
A1 I2I3I6I7
A0 I1I3I5I7
组 用与非门和非门实现逻辑电路:(课本中用或门实现,图3.3.2)

A2
A1
A0


&
&
&


1
1
1
1
1
1
1
1
I7
I6
I5
I4
I3
I2
I1
I0
嘉应学院电子信息工程系
例:设计一个键控8421BCD码编码器。
A
B
C
D
VC C
1kΩ × 10
第 三 章
组 合 逻
如果,要求用与非门实现该逻辑电路,就应将表达式转换成 与非—与非表达式:(德摩根定理)


路 画出逻辑图如图所示。
嘉应学院电子信息工程系
例3.4.2:设计一个电话机信号控制电路。电路有I0(火警)、
I1(盗警)和I2(日常业务)三种输入信号,通过排队电路分别
从L0、L1、L2输出,在同一时间只能有一个信号通过。如果同
件之间的连线最少。设计过程的基本步骤:



例3.4.1:设计一个三人表决电路,结果按“少数服从多数”的原则决
组 合
定。
逻 辑
解:((12))列由真真值值表表:写出逻辑表达式:


LA B CAB CAC BABC
(3)化简。
嘉应学院电子信息工程系
得最简与—或表达式: (4)画出逻辑图。
LA BB C AC

00 01 000 0
011
00 00 100 0
100
00 00 010 0
101
00 00 001 0
110
00 00 000 1
111
嘉应学院电子信息工程系
由真值表写出各输出的逻辑表达式为(利用了约束项化简,并 化为与非-与非式):
A2=I4+I5+I6+I7 A1=I2+I3+I6+I7 A0=I1+I3+I5+I7
第三章 组合逻辑电路 (combinition logic circuit)
第 3.1 概述
第三
三章 3.2 组合逻辑电路的分析方法设计方法
章组
组合 3.3 若干常用的组合逻辑电路
合逻
逻辑 辑电路电路
3.4 组合逻辑中的竞争-冒险现象
嘉应学院电子信息工程系
3.1概述
一、组合逻辑电路的特点
电路任一时刻的输出状态只决定于该时刻各输入状态的
编码器的基本概念及工作原理
第 三
编码——将特定的逻辑信号编为一组二进制代码。
章 能够实现编码功能的逻辑部件称为编码器。
组 合
一般而言,N个不同的信号,至少需要n位二进制数编码。
逻 辑
N和n之间满足下列关系:

2n≥N

嘉应学院电子信息工程系
一.普通二进制编码器
3位二进制编码器有8个输入端,3个输出端,所以常称为8线—
组合,而与电路的原状态无关。
第 三 章
组合电路就是由门电路组合而成,电路中没有记忆单元, 没有反馈通路。
组 二、逻辑功能的描述(逻辑函数表示)
合 每一个输出变量是全部或部分
逻 辑
输入变量的函数:
电 路
L1=f1(A1、A2、…、Ai) L2=f2(A1、A2、…、Ai)
……
Lj=fj(A1、A2、…、Ai)
嘉应学院电子信息工程系
(2)由真值表写出各输出的逻辑表达式:
第 三 章 组 (3)根据要求,将上式转换为与非表达式: 合 逻 辑 电 组 合 逻 辑 电 路
嘉应学院电子信息工程系
例3.3.3:设计一个将余3码变换成8421BCD码的组合逻辑电路。 解:(1)根据题目要求,列出真值表:(简化真值表,四输入 应有十六种情况,输入变量不独立,是有约束项的逻辑问题)。
第 三 章 组 合 逻 辑 电 路
嘉应学院电子信息工程系
(2)用卡诺图进行化简。(注意利用无关项)
第 三 章 组 合 逻 辑 电 路
嘉应学院电子信息工程系


章 (3)由逻辑表达式
组 合
画出逻辑图。




嘉应学院电子信息工程系
3.3 若干常用的组合逻辑电路(139-144)
3.3.1 编码器
第 三章(2)化简与变换:
组 合 逻辑(3)由表达式列出真值表。 电路(4)分析逻辑功能 :
当A、B、C三个变量不一致时,
电路输出为“1”,所以这个电路
称为“不一致电路”。
嘉应学院电子信息工程系
3.2.2 组合逻辑电路的设计方法
小规模(SSI)中规模(MSI)大规模(LSI)超大规模(VLSI)
设计逻辑电路标准:“最简逻辑电路”:器件数量最少、器件种类最少,器
时有两个以上信号出现时,应首先接通火警信号(优先级最
第 三
高),其次为盗警信号,最后是日常业务信号。试按照上述轻
章 重缓急设计该信号控制电路。要求用集成门电路7400(每片含
组 合
4个2输入端与非门)实现。
逻 辑
解:(1)列真值表(简
电 化真值表,三输入应有
路 八种情况,输入变量不
独立,是有约束项的逻 辑问题)。

CS2S3S6S7

DS1S3S5S7S9


电 (3)由表达式画

出逻辑图:
A
B
C
D
VC C
1kΩ × 10
3线编码器,其功能真值表见下表:(输入为高电平有效,只
第 三
允许一个信息入,即每次只一个I为1,对输入有约束)
编码 器真 值表



输出

I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
A2 A1 A0
合 逻 辑
10 00 000 0 01 00 000 0
000 001

00 10 000 0
010
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