第二章 组合逻辑电路-6
组合逻辑电路设计与实现
组合逻辑电路设计与实现第一章：概述组合逻辑电路是一种基本的数字电路，它由基本逻辑门组成，能够实现各种逻辑函数。
本文将介绍组合逻辑电路的设计原理和实现方法。
第二章：逻辑门逻辑门是实现逻辑函数的基本模块，它可以实现与、或、非等基本逻辑运算。
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。
逻辑门的输入是布尔类型的信号，输出也是布尔类型的信号。
逻辑门可以通过电子元器件或程序实现。
第三章：逻辑电路设计逻辑电路设计包括逻辑函数的表达式和逻辑电路的拓扑结构。
在逻辑函数的表达式中，可以使用逻辑运算符、布尔型变量和常量。
逻辑电路的拓扑结构由逻辑门和电子元器件连接而成，可以实现不同的逻辑函数。
逻辑电路设计的关键是确定逻辑函数的表达式和实现方法。
对于较为简单的逻辑函数，可以采用真值表的方法确定其表达式。
对于较为复杂的逻辑函数，可以采用卡诺图法来简化表达式，进而优化电路设计。
第四章：逻辑电路实现逻辑电路的实现可以采用电子元器件或程序实现。
电子元器件包括逻辑门集成电路、比较器、多路选择器等。
在数字电路中，逻辑门集成电路是最常见的元器件，它包含多种逻辑门，可以实现多种逻辑函数。
逻辑电路的程序实现可以使用可编程逻辑器件（PLD）或程序控制器。
PLD是一种可编程逻辑电路，可以实现逻辑函数的编程控制。
程序控制器则是一种程序控制器，可以实现逻辑函数的编程控制和状态转换。
第五章：逻辑电路的测试逻辑电路的测试是保证电路功能正确的关键步骤，它可以通过仿真和实际测试两种方法来进行。
仿真测试是通过计算机仿真软件进行的，可以通过输入电路测试用例，观察输出结果是否正确来验证电路的正确性。
实际测试则是通过实际电路测试设备进行的，在保证电路安全的情况下，对电路进行实际测试，验证电路的正确性。
第六章：应用实例组合逻辑电路在实际应用中广泛存在，其中较为常见的应用包括：计算机内存、矩阵键盘、计数器、状态机等。
通过对组合逻辑电路的应用实例进行学习，可以更好地理解组合逻辑电路的设计和实现方法。
数字电路第二章_逻辑门与组合逻辑电路(lecture4)
≥1
I0
0/Z10 10
I1
1/Z11 11
I2
2/Z12 12
I3
3/Z13 13 18
EX
I4
4/Z14 14
I5
5/Z15 15 a
Ys
I6
6/Z16 16
I7
7/Z17 17
&≥1
1a
Y0
Y2
S
ENa/V18
2a
Y1
或关联
4a
Y2
8－3优先编码器的真值表
s
I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0
方框图
真值表
2、全加器
全加器结构（用与非门）
Co1
&
Co2
Co
&
A
&
&
B
&
&
&
&
S
&
Ci
两个半加器的组合：
加数1＋加数2＋进位＝和，进位1 “或” 进位2＝进 位
全加器
全加器结构：用与非门和异或门 函数表达式
逻辑电路图
2、全加器
全加器结构：用与或非门及非门实现
采用与或非门构成的全加器具有 使用器件少、速度快的特点，目 前集成全加器广泛采用此种形式。
全加器
具有最短延时的全加器电路
A
=1
B Ci
=1
S
& ≥1
Co
迭代设计原理
主输入
辅助
辅助
输出
输入
单元电路
主输出
具有串行进位的4位二进制加法器
S0
S1
S2
S3 CO3
《数字电子技术》教学课件(高教社) 第二章 门电路与组合逻辑电路 2.2.2知识点：CMOS门电路-教学文稿
3. CMOS电路的正确使用
（3）CMOS传输门组成的双向模拟开关 • 为了使输入保护电路电流容量不超限（一般为lmA），在可能出现较大输入 电流的场合，应采取以下保护措施： 3）在输入端接有长线时，可能因分布电容、分布电容产生寄生振荡，亦应 在长线与输入端之间加限流电阻，其阻值可按UDD/lmA计算，如图所示：
3. CMOS电路的正确使用
（3）CMOS传输门组成的双向模拟开关 • 为了使输入保护电路电流容量不超限（一般为lmA），在可能出现较大输入 电流的场合，应采取以下保护措施： 1）在输入端接低内阻信号源时，应在输入端与信号源之间串大限流电阻， 以保证输入保护二极管导通时，电流不超过lmA。 2）在输入端接有大电容时，应在输入端与电容之间接保护电阻RP，其阻值 可按UC/1mA计算。此处UC为电容上的电压(单位为V)。如图
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第二章：门电路与组合逻辑电路 知识点 CMOS门电路
1. 常用CMOS逻辑门
（1）CMOS非门电路
负载管 P 沟道 +UDD
GS
T2
A
D
Y
T1
GS 驱动管 N 沟道
Y= A
A= 1 时，T1导通， T2截止，Y = 0 PMOS管
3. CMOS电路的正确使用
（3）CMOS传输门组成的双向模拟开关 • 因为CMOS电路存在寄生三极管效应而产生的锁定效应，使其在电源电压 UDD超限、UI超限和UO超限时不能正常工作，所以首先应保证电源电压的波动 不超过限度，输入、输出电压不超过电源电压的范围。还可以采取以下的防护 措施： 2）在电源输入端UDD处加去耦电路，如图2-21所示，以确保UDD可能出现的 瞬间高压得到缓解。
数字电子技术教案
数字电子技术教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路简介了解数字电路的基本概念、特点和应用领域掌握数字电路的基本组成元素1.2 逻辑门认识与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门掌握逻辑门的真值表和布尔表达式1.3 逻辑函数及其简化理解逻辑函数的概念和特点学会使用卡诺图和Karnaugh图进行逻辑函数的简化第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述了解组合逻辑电路的定义和特点掌握组合逻辑电路的分析和设计方法2.2 常用组合逻辑电路认识加法器、编码器、译码器、多路选择器等常用组合逻辑电路学会分析组合逻辑电路的功能和真值表2.3 组合逻辑电路的设计方法学会使用逻辑门搭建组合逻辑电路掌握组合逻辑电路的测试和优化方法第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述了解时序逻辑电路的定义和特点掌握时序逻辑电路的分析和设计方法3.2 常用时序逻辑电路认识触发器、计数器、寄存器等常用时序逻辑电路学会分析时序逻辑电路的功能和真值表3.3 时序逻辑电路的设计方法学会使用逻辑门和触发器搭建时序逻辑电路掌握时序逻辑电路的测试和优化方法第四章：数字电路仿真与实验4.1 数字电路仿真软件介绍了解常见的数字电路仿真软件及其功能学会使用至少一款数字电路仿真软件进行电路仿真4.2 组合逻辑电路实验利用仿真软件或实际电路搭建组合逻辑电路完成组合逻辑电路的功能测试和性能分析4.3 时序逻辑电路实验利用仿真软件或实际电路搭建时序逻辑电路完成时序逻辑电路的功能测试和性能分析第五章：数字电路应用案例分析5.1 数字电路在通信领域的应用了解数字电路在通信领域的主要应用实例分析通信系统中数字电路的作用和性能要求5.2 数字电路在计算机领域的应用了解数字电路在计算机领域的主要应用实例分析计算机中数字电路的作用和性能要求5.3 数字电路在其他领域的应用了解数字电路在其他领域的主要应用实例分析不同领域中数字电路的作用和性能要求第六章：数字电路设计方法与实践6.1 数字电路设计流程掌握数字电路设计的整体流程，包括需求分析、方案设计、原理图绘制、仿真测试、硬件实现和调试等步骤。
组合逻辑电路(电子技术课件)
组合逻辑电路•组合逻辑电路的概述•组合逻辑电路的分析•组合逻辑电路的设计•常用的组合逻辑电路在数字电路中，数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。
组合逻辑电路：输出仅由输入决定，与电路当前状态无关，电路结构中无反馈环路(无记忆)。
组合逻辑电路的概述1.特点(1)输入、输出之间没有反馈延迟通路；(2)电路中不含记忆元件；(3)电路任何时刻的输出仅取决于该时刻的输入，而与电路原来的状态无关。
2.描述组合电路逻辑功能的方法逻辑表达式、真值表、卡诺图、逻辑图、波形图。
组合逻辑电路的分析[例] 试分析下列组合逻辑电路的功能。
[例] 试分析下列组合逻辑电路的功能。
解：（1）根据给定的逻辑电路，写出所有输出逻辑函数表达式并对其进行变换：（2）根据化简后的逻辑函数表达式列出真值表，如表。
（3）逻辑功能评述该电路是一位二进制数比较器：当A>B时，L1=1；当A<B时，L3=1。
注意在确定该电路的逻辑功能时，输出函数L1、L2、L3不能分开考虑。
组合逻辑电路的设计1.组合逻辑电路设计的目的设计组合电路的目的是根据功能要求设计最佳电路。
即根据给出的实际问题，求出能够实现这一逻辑要求的最简的逻辑电路，这就是组合电路的设计，它是分析的逆过程。
2.设计组合电路的步骤：(1)分析设计要求；(2)根据功能要求列出真值表；(3)根据真值表利用卡诺图进行化简，得到最简逻辑表达式；(4)根据最简表达式画逻辑图。
[例]用与非门设计一个三变量“多数表决电路”。
解：（1）进行逻辑抽象，建立真值表：用A、B、C表示参加表决的输入变量，“1”代表赞成，“0”代表反对，用F表示表决结果，“1”代表多数赞成，“0”代表多数反对。
根据题意，列真值表如表。
（2）根据真值表写出逻辑函数的“最小项之和”表达式：（3）将上述表达式化简，并转换成与非形式：（4）根据逻辑函数表达式画出逻辑电路图，如图。
上述逻辑电路可以用74LS00芯片实现，74LS00为4个2输入与非门芯片，74LS00的逻辑符号和引脚图如图所示。
【全文】组合逻辑电路ppt
列出真值表
W A BD BC A BD BC X BC BD BCD BC BD BCD Y CD CD CD CD ZD
ABCD WXYZ ABCD WXYZ
0000 0001 0010 0011 0100
0011 0100 0101 0110 0111
0101 0110 0111 1000 1001
4、功能评述
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。
即：
输入
输出
2、 化简输出函数表达式 目得:① 简单、清晰地反映输入与输出之间得逻辑关系; ② 简化电路结构,获得最佳经济技术指标。
3、 列出输出函数真值表 真值表详尽地给出了输入、输出取值关系,能直观地
半加器已被加工成小规模集成电路, 其逻辑符号如右图所示。
思考:可用 何种芯片实现？
例3 分析下图所示组合逻辑电路,已知输入为8421码, 说明该电路功能。
解 写出该电路输出函数表达式
W A BD BC A BD BC X BC BD BCD BC BD BCD Y CD CD CD CD ZD
设:被加数、加数及来自低位得“进位”分别用变量Ai、Bi 及Ci-1表示,相加产生得“与”及“进位”用Si与Ci表示。
设:被加数、加数及来自低位得“进位”分别用变量Ai、Bi 及Ci-1表示,相加产生得“与”及“进位”用Si与Ci表示。
根据二进制加法运算法则可列出全加器得真值表如下表
所示。
Ai Bi Ci-1
1000 1001 1010 1011 1100
功能: 8421码转换成余3码！
4、3 组合逻辑电路设计
电子课件-《数字逻辑电路(第四版)》-A05-3055 §2~4
第二章 组合逻辑电路
思考与练习
１． 译码器的功能是什么？ ２． 二进制译码器和显示译码器有何区别？ ３． 简要描述数码管的内部结构。 ４． 数码管有共阴极和共阳极两种接法， 分 别在什么条件下才能发光？
第二章 组合逻辑电路
一、 实训目的
实训项目 ５ 十进制数显示电路的安装与测试
１． 能识别数字集成电路芯片引脚， 按工艺要求正确装配电路。
集成8421BCD码译码器有74LS42、CC4028B、C301 等。
常用的共阴极显示译码器有：T337、T339、T1048、T4048、
T1248、T4248、T1249、T4249、T1049、CC4511、
CC14513等。 常用的共阳极显示译码器有：T1247、T4247、T338 常等用。的液晶显示译码器有：C306、CC4055、CC14543 等。
Y0 DCBA Y2 DCBA Y4 DCBA Y6 DCB A Y8 DCBA
Y1 DCBA Y3 DCBA Y5 DCBA Y7 DCBA Y9 DCBA
第二章 组合逻辑电路
8421BCD码译码器真值表
DCBA 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
第二章 组合逻辑电路
由译码输出的逻辑表达式可以看到， 译码器除了 能把 ８４２１ＢＣＤ 码译成相应的十进制数码之外， 它还能 “拒绝伪码”。 所谓伪码， 是指１０１０ ～１ １１１ 这６ 个码。 当输入该６ 个码中任意一个码时， Ｙ ０ ～ Ｙ ９ 均为 “１”， 即得不到译码输出。 这 就是拒绝伪码。
２． 能分析、 设计使用 ８４２１ 编码器、 译码器实现的十进 制数显示电路。
３． 能使用电子仪器仪表测量分析电路。
《数字电子技术》教学课件(高教社) 第二章 门电路与组合逻辑电路 2.3.1知识点：组合逻辑电路的设计-
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讲授内容
第二章：门电路与组合逻辑电路 来自识点 组合逻辑电路的设计举例
根据实际的逻辑问题设计出能实现该逻辑要求的电路，这是组合逻辑电路设计的任 务。其一般方法为：设定事物不同状态的逻辑值 根据逻辑要求列出真值表 由真 值表写出逻辑表达式 化简或变换逻辑表达式 根据逻辑表达式画出逻辑电路图。
例2 设计一个能实现两个n位二进制数加法运算的逻辑电路（半加器）。 解：
✓ 根据逻辑表达式画出逻辑电路图：
举例
根据实际的逻辑问题设计出能实现该逻辑要求的电路，这是组合逻辑电路设计的任 务。其一般方法为：设定事物不同状态的逻辑值 根据逻辑要求列出真值表 由真 值表写出逻辑表达式 化简或变换逻辑表达式 根据逻辑表达式画出逻辑电路图。
例2 设计一个能实现两个n位二进制数加法运算的逻辑电路（半加器）。 解：
✓ 根据逻辑要求列出真值表
举例
根据实际的逻辑问题设计出能实现该逻辑要求的电路，这是组合逻辑电路设计的任 务。其一般方法为：设定事物不同状态的逻辑值 根据逻辑要求列出真值表 由真 值表写出逻辑表达式 化简或变换逻辑表达式 根据逻辑表达式画出逻辑电路图。
✓ 根据逻辑要求列出真值表
举例
根据实际的逻辑问题设计出能实现该逻辑要求的电路，这是组合逻辑电路设计的任 务。其一般方法为：设定事物不同状态的逻辑值 根据逻辑要求列出真值表 由真 值表写出逻辑表达式 化简或变换逻辑表达式 根据逻辑表达式画出逻辑电路图。
例1 某系统中有三盏指示灯H1，H2，H3，当H1与H2全亮或H2与H3全亮时，应 发出报警。请设计一报警电路，并用与非门组成逻辑电路。 解：
《数字电子技术基础简明教程(第三版)答案》
《数字电子技术基础简明教程(第三版)答案》《数字电子技术基础简明教程(第三版)答案》数字电子技术是现代电子工程中的重要领域之一，它涉及到数字信号的处理和电子电路的设计。
《数字电子技术基础简明教程(第三版)》是一本经典教材，本文将为读者提供此教材的答案，以帮助读者更好地学习和理解数字电子技术的基础知识。
第一章：数字系统基础1.1 数字系统的表示与计数1.1.1 二进制数的表示答案：二进制数是一种使用0和1表示数值的数制。
它与我们日常生活中常用的十进制数不同，但在数字电子技术中却是最基本和常用的表示方式。
1.1.2 进制转换答案：进制转换是指将一个数从一种进制表示转换为另一种进制的表示。
常见的进制转换包括二进制转十进制、十进制转二进制、二进制转八进制、八进制转二进制等。
1.2 逻辑代数与逻辑函数1.2.1 逻辑代数基本概念答案：逻辑代数是一种用于描述和分析逻辑函数的代数系统。
它包括逻辑运算符、逻辑表达式和逻辑常数等基本概念。
1.2.2 基本逻辑函数答案：基本逻辑函数是逻辑代数中的基本构成元素，包括与、或、非等逻辑运算。
常见的基本逻辑函数有与门、或门、非门等。
第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路的基本概念答案：组合逻辑电路是由逻辑门和其他逻辑元件组成的电路，其输出只与当前输入有关，与过去的输入和未来的输入无关。
2.2 组合逻辑电路的设计2.2.1 真值表法答案：真值表法是一种根据逻辑函数的真值表推导出逻辑电路的设计方法。
通过真值表可以清晰地了解逻辑函数的各种输入输出组合。
2.2.2 卡诺图法答案：卡诺图法是一种用于简化逻辑函数的方法。
通过在卡诺图上标示出逻辑函数的主项和次项，可以得到较为简化的逻辑函数，从而减少逻辑门的使用数量。
第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路的基本概念答案：时序逻辑电路是一种具有存储功能的电路，其输出不仅与当前输入有关，还与过去的输入有关。
3.2 触发器与寄存器3.2.1 SR 触发器答案：SR 触发器是一种常见的时序逻辑电路元件，它具有两个输入端(S和R)和两个输出端(Q和Q)。
数字电子技术基础组合逻辑电路ppt课件
通常数据分配器有一根输入线，n根地址控制线，2n根数据输出线，因此根据输出线的个数也称为2n路数据分配器
用74LS138译码器实现的数据分配器
译码器的三个输入端A2 、A1 、A0作为选择通道用的地址信号输入，八个输出端作为数据输出通道，三个控制端接法如下：
74HC4511引脚图
74HC4511是常用的CMOS七段显示译码器， A3、A2、 A1、A0为输入端，输入8421BCD码，a～g为七段输出，输出高电平有效，可用来驱动共阴极LED数码管。
为测试输入端，低电平有效，当
时a～g输出全为1，用于检查译码器和LED
数码管是否能正常工作。
数据时，可强制将不需要显示的位消去。如四位数码管，某时刻只需显示最低的两位数据，则可以让最高两位数据的
例2
用74LS138实现逻辑函数
。
解：
将函数表达式写成最小项之和
将输入变量A、B、C分别接入输入端，注意高位和低位的接法，使能端接有效电平，由于74LS138输出为反码输出，需要再将F变换一下：
逻辑电路图
注意：使用中规模集成译码器实现逻辑函数时，译码器的输入端个数要和逻辑函数变量的个数相同，并且需要将逻辑函数化成最小项表达式。
3.2.2 组合逻辑电路的设计方法
根据给定的逻辑功能要求，设计出能实现这 个功能要求的逻辑电路。
实现的电路要最简，即所用器件品种最少、数量最少、连线最少。
要求：
（1）根据设计要求确定输入输出变量并逻辑赋 写出真值表。
（2）由真值表写出逻辑函数表达式并化简或转换。
（3）选用合适的器件画出逻辑图。
2．二-十进制译码器
常用的有8421BCD码集成译码器74HC42，
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A
tpd
A
L t1 t2
t2＋tpd
t3 t4 t2＋2tpd
图2.40波形图(B=0)
当一个门的输入有两个或两个以上变量发生改变时，由于这些变量
（信号）是经过不同路径产生的，使得它们状态改变的时刻有先有
后，这种时差引起的现象称为竞争。
2020/4/16
作者：清华大学电子工程系
第120页
竞争的结果若导致冒险（险象）发生（如上例中的毛刺），并造成 错误的后果，则称这种竞争为临Βιβλιοθήκη 竞争；竞争的结果不导致冒险发C
D
&
&
A B LC D
取样脉冲
L
2020/4/16
作者：清华大学电子工程系
1 1
第124页
生（如上例中的t1，t3时刻，没有毛刺），或虽有冒险发生，但不影
响系统的工作，则称这种竞争为非临界竞争。
险象的类型
从险象的波形上，可分为静态和动态险象
输入信号变化前后，输出的稳态值是一样的，但在输入信号变化时，
输出产生了毛刺，这种险象称为静态险象。若输出的稳态值为0，出现 了正的尖脉冲毛刺，则称为静态0险象；若输出稳态值为1，出现了负 的尖脉冲毛刺，则称为静态1险象。
组合逻辑电路的竞争和冒险 竞争和冒险（险象）
t pd
t pHL
t pLH 2
A
A1
L
L (a)非门
tpHL
tpLH
(b)波形图
50% 50%
图2.38传输延时
2020/4/16
作者：清华大学电子工程系
第119页
A
1
B B=0
A
1
1 L A B＋A
L A＋A 0 2
图2.39两级或非门电路
输入信号变化前后，输出的稳态值不同，并在边沿处出现了毛刺，称
为动态险象
1
11
00 静态0险象
2020/4/16
0
由1变0 由0变1
静态1险象
动态险象
作者：清华大学电子工程系
第121页
A
A
1D
E &
F &
B
C
&G
1 L
D E F G
L
动态险象举例
B=1，C=1
从引起险象的具体原因上，险象分为函数险象（亦称功能险象）和逻 辑险象。函数险象是逻辑函数本身所固有的；当多个输入变量发生变
化时，常常会发生逻辑险象。
A
A B
&
LB
L
tpd
2020/4/16
函数险象举例
作者：清华大学电子工程系
第122页
险象的消除
代数法：图2.39中有静态0险象 L＝A A
下例有静态1险象
A
&
B
1
A DB
&
& 1
D
&
&
C
C
D＝AB＋A C
&
D＝AB＋A C＋BC
&
B=C=1
D＝A＋A
B=C=1 D＝A＋A＋1 1
有险象的电路
无险象的电路
2020/4/16
作者：清华大学电子工程系
第123页
卡诺图法
BC 00 01 11 10 A 00110
10011
D＝AB＋A C
有相接的卡诺图
BC 00 01 11 10 A 00110
10011
D＝AB＋A C＋BC
加搭接块的卡诺图
利用取样脉冲克服险象
取样脉冲
A
&
B
1
&