组合逻辑电路 4组合逻辑电路的分析
三、组合逻辑电路的分析举例
A =1 Z
电 子 技
例1 分析如图所示逻辑电路的功能。 B C
解：1.根据逻辑图写出输出函数的逻辑表达式
=1 L
术 L Z C
A B C Z AB L (A BC)
基
(A B) C
000
0
0
础
ABC
001
0
1
| 数 字
2. 列写真值表。 3. 确定逻辑功能：
010 011 100
电 例1 某火车站有特快、直快和慢车三种类型的客运列车进出，
子 试用两输入与非门和反相器设计一个指示列车等待进站的逻
技 术
辑电路，3个指示灯一、二、三号分别对应特快、直快和慢车。
基 列车的优先级别依次为特快、直快和慢车，要求当特快列车
础 请求进站时，无论其它两种列车是否请求进站，一号灯亮。
| 当特快没有请求，直快请求进站时，无论慢车是否请求，二 数 字 号灯亮。当特快和直快均没有请求，
电
子 一. 组合逻辑电路分析
技 术 根据已知逻辑电路，经分析确定电路的逻辑功能。
基 二. 组合逻辑电路的分析步骤： 础 | 1、 由逻辑辑表达式；
部 3、 列出真值表； 分 4、 根据真值表或逻辑表达式，经分析最后确定其功能。
4.1 组合逻辑电路分析
输出
SC
00 10 10 01
练习
电 子 技 术 基 础 | 数 字 部 分
练习
电 子 技 术 基 础 | 数 字 部 分
练习（193页4.1.3）
电 子 技 术 基 础 | 数 字 部 分
练习（193页）
4.1.4分析图题所示逻辑电路的功能 电 子 技 术 基 础 | 4.1.5分析图题所示逻辑电路的功能 数 字 部 分
练习（193页4.1.6）
电 4.1.6分析图题所示逻辑电路的功能 子 技 术 基 础 | 数 字 部 分
4.2 组合逻辑电路的设计
电 一、组合逻辑电路的设计：根据实际逻辑问题，求出所
子 技
要求逻辑功能的最简单逻辑电路。
术 二、组合逻辑电路的设计步骤 基
础 1、逻辑抽象：根据实际逻辑问题的因果关系确定输入、
础
|
输入
输出
数
字
I0
I1
I2
L0 L1 L2
部
000000
L0 = I0
L1 I 0 I1
分
1 ×× 1 0 0
L2 I 0 I1 I 2
0 1×0 1 0
001001
4.2 组合逻辑电路的设计
电
子
(3) 根据要求将上式变换为与非形式
4 组合逻辑电路
电
子 4.1组合逻辑电路的分析
技
术 4.2组合逻辑电路的设计
基 础
4.3组合逻辑电路中的竞争冒险
| 4.4常用组合逻辑集成电路
数
字 4.5组合可编程电路
部
分
4 组合逻辑电路
电 子
教学基本要求
技 术
1.熟练掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法
基 2.掌握编码器、译码器、数据选择器、数值比较
1 1 1
1 0 1
部 电路具有奇校验功能
101
1
0
分
110
0
0
111
0
1
如要实现偶校验，电路应做何改变？
4.1 组合逻辑电路分析
电
例2 试分析下图所示组合逻辑电路的逻辑功能。
子
技
解：1、根据逻辑电路写出各输出端的逻辑表达式，并进
术 行化简和变换。
基
础
A
1
|
数B
字
1
X &
& Y
&
X=A Y AB AB
1 1
部 分
Z AC AC AC AC
10 11
1 0
11 10
0 1
1 1 1 10 0
4.1 组合逻辑电路分析
电
子 技
4、确定电路逻辑功能
术
这个电路逻辑功能是对输入
基 础
的二进制码求反码。最高位为
| 符号位，0表示正数，1表示负
数 字 数，正数的反码与原码相同；
部 负数的数值部分是在原码的基 分
技术解：1. 写出输出逻辑表达式
A B
基 S Z2 Z3 Z2 Z3
础
A AB B AB
|
数
A(A B) B(A B)
字
AB AB A B
部 分
C Z1 AB
2. 列写真值表。
3. 确定逻辑功能：半加器
& Z2
A AB
&
Z1
AB
& S
& Z3
B AB
1
C
输入 AB 00 01 10 11
部
分
C
1
& & Z
&
Z AC AC
4.1 组合逻辑电路分析
电
A 1
B
X
&
&
&
Y
3、列写真值表
子
1
&
真值表
技
C 1
& Z
&
术
基 2、表达式变换
AB CXY Z
0 0 0 00 0
础
0 0 1 00 1
| X=A
0 1 0 01 0
数 字
0
Y AB AB AB AB 1
1 0
1 0
01 11
础上逐位求反。
A 1
B 1
C 1
X &
& Y
&
& & Z
&
真值表
AB CXY Z
0 0 0 00 0
0 0 1 00 1
0 1 0 01 0 0 1 1 01 1 1 0 0 11 1 1 0 1 11 0 1 1 0 10 1 1 1 1 10 0
练习
一个双输入端、双输出端 电 的组合逻辑电路如图所示， 子 分析该电路的功能。
础 器和加法器的逻辑功能及其应用；
| 数
3.学会阅读MSI器件的功能表，并能根据设计要
字 求完成电路的正确连接。
部 4.掌握可编程逻辑器件的表示方法,会用PLD实现 分 组合逻辑电路
序 关于组合逻辑电路
电
子
技 A =Z
术B1
=
基C
1
础
|
组合逻辑电路的一般框图
A1 A2
L1 L2
组合逻辑电
L1 An
部 而慢车有请求时，三号灯亮。
分
4.2 组合逻辑电路的设计
解：(1) 逻辑抽象
电 子
输入信号: I0、I1、I2分别为特快、直快和慢车的进站请求信号 且有进站请求时为1，没有请求时为0。
技 输出信号: L0、L1、L2分别为3个指示灯的状态， 术 且灯亮为1，灯灭为0。
基 根据题意列出真值表
(2) 写出各输出逻辑表达式
|
输出变量，并定义逻辑状态的含义；
数 2、根据逻辑描述列出真值表；
字 部
3、由真值表写出逻辑表达式;
分 4、根据器件的类型,简化和变换逻辑表达式;
5、画出逻辑图。
4.2 组合逻辑电路的设计
电 子 技
设计原则：最简（要求所用器件的种类和数
量都尽可能少，且器件之间的连线也最少)。
术
基
础
|
数
字
部
分
4.2 组合逻辑电路的设计
路
Lm
L2 Li = f (A1, A2 , …, An ) (i=1, 2, …, m)
数 结构特征:
字 1、输出、输入之间没有反馈延迟通路， 部 2、不含记忆单元
分 工作特征:
组合逻辑电路工作特点:在任何时刻，电路的输出状态只取
决于同一时刻的输入状态而与电路原来的状态无关。
4.1 组合逻辑电路分析
第4章 组合逻辑电路
25
4.3 编码器
主要内容：
编码器的概念 由门电路构成的三位二进制编码器 由门电路构成的二-十进制编码器 优先编码器的概念 典型的编码器集成电路74LS148及74LS147
26
4.3.1 编码器的概念
在数字电路中，通常将具有特定含义的信息（ 数字或符号）编成相应的若干位二进制代码的过程 ，称为编码。实现编码功能的电路称为编码器。 编码器功能框图如下图所示。
A B C D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
F 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1
30
根据上述各表达式可直接画出3位二进制编码 器的逻辑电路图如图所示。
31
2．优先编码器
优先编码器事先对输入端进行优先级别排序，在任何时 刻仅对优先级别高的输入端信号响应，优先级别低的输入端 信号则不响应。如图所示是8-3线优先编码器74LS148的逻辑 符号和引脚图。功能表见表4－10（P86）。
13
4.2.2组合逻辑电路的设计举例
1．用与非门设计组合逻辑电路 例4-4 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。
15
16
2．用或非门设计组合逻辑电路
例4-6 用或非门设计例4-5(见课本)的逻辑电路。 F(A,B,C,D)=∑m(3,7,11,13,15)
组合逻辑电路分析
实验名称组合逻辑电路分析、设计与测试一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的分析与测试方法；2.掌握用门电路设计组合逻辑电路的方法。
二、实验原理1.组合逻辑电路的分析与测试组合逻辑电路是最常见的逻辑电路，即通过基本的门电路（比如与门，与非门，或门，或非门等）来组合成具有一定功能的逻辑电路。
组合逻辑电路的分析，就是根据给定的逻辑电路，写出其输入与输出之间的逻辑函数表达式，或者列出真值表，从而确定该电路的逻辑功能。
组合逻辑电路的测试，就运用实验设备和仪器，搭建出实验电路，测试输入信号和输出信号是否符合理论分析出来的逻辑关系，从而验证该电路的逻辑功能。
组合逻辑电路的分析与测试的步骤通常是：（1）根据给定的组合逻辑电路图，列出输入量和中间量、输出量的逻辑表达式；（2）根据所得的逻辑式列出相应的真值表或者卡诺图；（3）根据真值表分析出组合逻辑电路的逻辑功能；（4）运用实验设备和器件搭建出该电路，测试其逻辑功能。
2.组合逻辑电路的设计与测试组合逻辑电路的设计与测试，就是根据设计的功能要求，列出输入量与输出量之间的真值表，通过化简获得输入量与输出量之间的逻辑表达式，然后根据逻辑表达式用相应的门电路设计该组合逻辑电路，然后运用实验设备与器件搭建实验电路，测试该电路是否符合设计要求。
组合逻辑电路的设计与测试的步骤通常是：（1）根据设计的功能要求，列出真值表或者卡诺图；（2）化简逻辑函数，得到最简的逻辑表达式；（3）根据最简的逻辑表达式，画出逻辑电路；（4）搭建实验电路，测试所设计的电路是否满足要求。
三、预习要求1.阅读理论教材上有关组合逻辑电路的分析与综合以及半加器等章节内容，以达到明确实验内容的目的。
2.查阅附录有关芯片管脚定义和相关的预备材料。
四、实验设备与仪器1.数字电路实验箱；2.芯片74LS00；74LS20。
五、实验内容1.半加器逻辑电路的分析与测试SC图5.5.1 半加器的逻辑电路（1） 根据图5.5.1写出中间量（1Z 、2Z 和3Z ）和输出量（S 和C ）关于输入量（A 和B ）的逻辑表达式。
组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路的分析在分析组合逻辑电路时，我们可以使用真值表、卡诺图或布尔代数等方法。
下面将分别介绍这些方法的基本原理和应用。
1.真值表分析法真值表是列出电路的所有可能输入和对应输出的表格。
通过逐行检查真值表的输出列，可以确定电路的功能。
真值表分析法适用于较小规模的电路，但对于较复杂的电路可能不够实用。
2.卡诺图分析法卡诺图是一种图形表示方法，用于描述逻辑函数之间的关系。
它将所有可能的输入组合表示为一个方格矩阵，每个方格代表一个状态。
相邻的方格表示输入之间只有一个位不同。
通过合并相邻的方格，我们可以找到简化逻辑函数的最小项或最小项组合。
卡诺图分析法可以用来优化逻辑电路，减少门的数量和延迟。
3.布尔代数分析法布尔代数是一种用符号和运算规则描述逻辑函数的代数系统。
我们可以使用布尔代数的运算规则来简化和优化逻辑电路。
常见的布尔代数运算包括与运算、或运算、非运算和异或运算等。
通过应用这些运算规则，我们可以将复杂的逻辑函数简化为最小项或最小项组合，从而简化电路。
在进行组合逻辑电路的分析时，我们首先需要确定电路的输入和输出。
然后，我们可以根据电路的功能和输出要求，绘制真值表或卡诺图。
通过分析真值表或卡诺图，我们可以找到逻辑函数的最小项或最小项组合。
接下来，我们可以将这些最小项或最小项组合转化为逻辑门的输入方式。
最后，我们可以使用布尔代数的运算规则来简化逻辑函数和电路。
组合逻辑电路的分析是电路设计和优化的重要一步。
通过应用不同的分析方法，我们可以更好地理解电路的功能和性质，从而更好地设计和优化电路。
在分析组合逻辑电路时，我们需要注意电路的输入和输出要求，合理选择和配置逻辑门，以及优化电路的延迟和开销。
数电PPT课件专题培训
【解】（1）列真值表：
设楼上开关为A 、
AB
Y
楼下开关为B，断
00
0
开时为0，闭合时
01
1
为1；设路灯为Y，
10
1
灯灭时为0，灯亮
11
0
时为1。
组合逻辑电路旳设计
【例】试设计一种在楼上、楼下均能开关路灯旳 控制逻辑电路，要求全用与非门实现。 【解】（2）写体现式：
AB 00 01 10 11
Y
Y AB AB
4 组合逻辑电路
4.1 组合逻辑电路旳分析
教学要求
1、了解逻辑电路旳分类及基本特点； 2、了解组合电路分析旳目旳； 3、掌握组合电路分析旳基本环节。
逻辑电路旳分类
组合 电路
特点：输出只取决于目前旳输入 构成：门电路（无记忆元件）
逻辑电路
时序 电路
目前旳输入 特点：输出取决于
原来旳状态 构成：组合电路 + 记忆元件
000
000 000
G BC AC
ABC00 01 11 10
01 0 0 1
11 0 0 0
BC
AC
课堂练习
2、由真值表填卡诺图,并化为最简与或式:
输入
ABC 000 100 010 001 011 101
110 111
输出
R GY 111 110 011 1 01 000
000
000 000
1 +1 10
本位 加数
C :进位
S:本位和
注意：二进制加法不同于逻辑加！
全加器
两个一位二进制数相加，除了本位旳两个 加数，还要考虑低位送来旳进位。
高位 进位
101 + 1、1、1 1 1 00
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
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
半
S
加
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
加
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》教学案
§12.3《组合逻辑电路的分析》教学案【教学目标】1.掌握组合逻辑电路分析的一般步骤；2.学会分析组合逻辑电路的功能【导入新课】内容回顾1.说出下列逻辑电路符号的名称、表达式以及具体的逻辑功能。
【新授内容】任务一、组合逻辑电路数字电路分两大类：_______________和_________________。
1.组合逻辑电路：__________________________________________________。
Yi=f（A1,A2,…An） (i=1,2,…m)上式中，A1,A2,…An为输入逻辑变量，Yi称为输出。
1.组合逻辑电路的特点：1）___________________________________________;2）___________________________________________。
任务二、组合逻辑电路的分析组合逻辑电路分析：就是指已知逻辑电路，对其逻辑功能，工作特性，设计思想技术经济指标等实行分析、评价的过程。
例题分析：分析并说明图中所示逻辑电路的逻辑功能。
解：第一步，由电路写表达式：第二步，化简：第三步，列真值表。
0 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1第四步，判断逻辑功能：【结论】组合逻辑电路的分析步骤：第一步，____________________________________________。
第二步，____________________________________________。
第三步，____________________________________________。
第四步，____________________________________________。
【课堂练习】分析图P3.1电路的逻辑功能，写出Y1、、Y2的逻辑函数式，列出真值表，指出电路完成什么逻辑功能。
组合逻辑电路的分析与设计实验报告
组合逻辑电路的分析与设计实验报告实验名称：组合逻辑电路的分析与设计实验目的：通过实验了解组合逻辑电路的基本原理，掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。
实验原理：1.组合逻辑电路：由与门、或门、非门等逻辑门电路按一定连接方式组成的电路。
2.逻辑门：与门、或门、非门是组合逻辑电路的基本构建模块，能实现逻辑运算。
-与门：只有所有输入信号都为1时，输出为1；否则输出为0。
-或门：只要任一输入信号为1时，输出为1；否则输出为0。
-非门：输入信号为1时，输出为0；输入信号为0时，输出为1实验步骤：1.分析给定的组合逻辑电路图，理清输入和输出的关系。
2.根据电路图，根据所学的逻辑门原理，推导出真值表。
3.根据真值表，使用卡诺图简化逻辑表达式，并进行逻辑代数运算，得出最简化的逻辑表达式。
4.使用逻辑表达式进行电路设计，画出电路图。
5. 使用工具软件（如LogicWorks等）进行电路模拟分析，验证电路的正确性。
6.根据实际需求，对电路进行优化设计。
实验结果与分析：1.根据给定的组合逻辑电路图，进行逻辑分析和设计，得出最简化的逻辑表达式和电路设计图。
2. 使用LogicWorks等工具软件进行模拟分析，验证电路的正确性。
3.根据分析结果，可进行电路优化设计，提高电路的性能和可靠性。
实验结论：通过本次实验，我们深入了解了组合逻辑电路的基本原理和设计方法。
通过逻辑分析和设计，我们能够得到最简化的逻辑表达式和电路设计图，并能使用工具软件进行模拟分析验证。
实验结果表明，组合逻辑电路能够实现所需的逻辑功能，并能根据实际需求进行优化设计。
组合逻辑电路的分析与设计是数字电路领域的重要工作，对于实际应用中的系统设计和实现具有重要意义。
组合逻辑电路的分析
真值表
输出
输入
G abcd
0
1000
1
1001
1
1010
0
1011
1
1100
0
1101
0
1110
1
1111
输出
G
1 0 0 1 0 1 1 0
原电路由于与非门太多，电路复杂，根据简化式可重新设计 电路，如下图所示：
G abcd
例2：分析下图所示电路的逻辑功能。
解： 写出逻辑函数表达： F=G ⊙G`
1.2 组合逻辑电路的分析方法
一、常用的分析方法：
1。适用于比较简单的电路，分析步骤为： （1）写出逻辑函数表达式； （2）简化逻辑函数或者列真值表； （3）描述电路逻辑功能。
2。适用较复杂或无法得到逻辑图的电路，分析步骤为： （1）搭接实验电路； （2）测试输出与输入变量各种变化组合之间的电平关系，并 列出真值表； （3）描述电路逻辑功能
1.1 概述
组合逻辑电路的分析
逻辑电路根据逻辑功能的不同特点可分为：
组合逻辑电路:任何时刻输出信号的稳态值,仅取决于该时刻各 输入信号的取值组合的电路.
时序逻辑电路:任何时刻输出信号的稳态值,不仅取决于该时 刻各输入信号的取值组合，而且还与输出以前所处状态有 关的电路.
组合逻辑电路的分析: 是根据给定的逻辑电路图，确定电路的逻辑功能。
10 10
时，３位二进制输入信 号 A2 A1A0 的8种取值组合 分别对应着 Y0 ~ Y7 中的
10 10 10 10
一个输出低电平信号。
A2 A1 A0
××× ××× 000 001 010 011 100 101 110 111
Y 0Y 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 7
第四章组合逻辑电路的分析与设计PPT课件
≥1
Ci
Ai Bi
∑
Si
Ci-1
CI
CO
Ci
=1
Si
14
二、多位数加法器
4位串行进位加法器
C3 S3
S2
S1
S0
Ci Si ∑
Ai Bi Ci-1
Ci Si ∑
Ai Bi Ci-1
Ci Si ∑
Ai Bi Ci-1
Ci Si ∑
Ai Bi Ci-1
A3 B3 C2
A2 B2 C1
A1 B1 C0
A0 B0 C-1
2n≥N
16
二．优先编码器——允许同时输入两个以上信号，并按优先级输出。 集成优先编码器举例——74148（8线-3线）
注意：该电路为反码输出。EI为使能输入端(低电平有效)，EO为使能 输出端(高电平有效) ，GS为优先编码工作标志(低电平有效)。
17
EO
GS
A0
A1
A2
≥1
≥1
≥1
≥1
&
&
&
C i A iB iC i 1 A iB iC i 1 A iB iC i 1 A iB iC i 1
A iB i(A i B i)C i- 1
13
S i Ai Bi Ci1
C i A iB i(A i B i)C i -1
根据逻辑表达式画出全加器的逻辑电路图：
Ai Bi
Ci -1
&
=1
串行进位加法器，电路简单，但运算速度慢。 为此产生了超前进位加法器，详见P109。
15
4.3.2 编码器
一.编码器的基本概念及工作原理 编码——将特定的逻辑信号编为一组二进制代码。 能够实现编码功能的逻辑部件称为编码器。 一般而言，N个不同的信号，至少需要n位二 进制数编码。 N和n之间满足下列关系: