数字电路 组合逻辑电路
数字电子技术基础(第四版)-第4章-组合逻辑电路解析
1
Y (Y1Y2Y3) ' (( AB) '(BC) '( AC) ') '
2
Y AB BC AC
9
最简与或 表达式
3
真值表
4
电路的逻 辑功能
Y AB BC AC
3
ABC 000 001 010 011 100 101 110 111
Y
当输入A、B、
0
C中有2个或3
第四章 组合逻辑电路
学习要点
了解组合逻辑电路的特点和工作原理。 掌握组合逻辑电路的分析、设计方法。 了解组合逻辑电路中的竞争冒险现象。
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4.1 概 述
2
数字电路
组合逻辑电路：t时刻输出仅与t时刻 输入有关，与t以前的 状态无关。
时序逻辑电路：t时刻输出不仅与t时刻 输入有关，还与电路过 去的状态有关。
编码器：把指令或状态等转换为与其对应 的二进制信息代码的电路。
普通编码器 优先编码器
22
23
一、二进制编码器
设：编码器有M个输入，在这M个输入中， 只有一个输入为有效电平，其余M-1个输入 均为无效电平。有N个输出。则二者之间满 足M≤2N的关系。
二进制编码器——将一般信号编为二进制代 码的电路。
Y F( A)
5
组合电路的特点： 1. 输出仅由输入决定，与电路之前状态无关； 2. 电路结构中无反馈环路（无记忆）； 3. 能用基本门构成，即任何组合逻辑电路都能
用三种基本门实现。
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4.2 组合逻辑电路的 分析和设计
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4.2.1 组合逻辑电路的分析
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逻辑图 例1：
1
逻辑表 达式
组合逻辑电路实验报告
组合逻辑电路实验报告引言：组合逻辑电路是数字电路的重要组成部分，广泛应用于计算机、通信等领域。
本实验旨在通过设计和实现一个基本的组合逻辑电路，加深对数字电路的理解，同时掌握实验的步骤和方法。
一、实验目的本次实验的主要目的是设计并实现一个4位二进制加法器，通过对二进制数进行加法运算，验证组合逻辑电路的正确性。
二、实验原理1. 二进制加法二进制加法是指对两个二进制数进行相加的运算。
在这个过程中，我们需要考虑进位问题。
例如，对于两个4位二进制数A和B，加法的规则如下：- 当A和B的对应位都是0时，结果位为0；- 当A和B的对应位有一个位是1时，结果位为1；- 当A和B的对应位都是1时，结果位为0，并需要将进位加到它们的下一位。
2. 组合逻辑电路组合逻辑电路是由多个逻辑门组成的电路，根据输入信号的组合条件决定输出信号的状态。
在本实验中，我们将使用与门、或门、非门等基本逻辑门设计加法器电路。
三、实验步骤1. 设计电路根据二进制加法的原理，我们可以通过组合逻辑电路来实现一个4位二进制加法器。
设计原理如下：- 使用四个与门分别对应四个位的相加；- 使用四个异或门进行无进位相加；- 使用一个或门将各位相加后的进位输出；- 最后将四个位的和和进位进行合并得到最终结果。
2. 搭建电路实验装置根据设计步骤，将与门、异或门、或门等集成电路以及电阻、导线等连接在面包板上，搭建出电路实验装置。
3. 验证电路正确性输入两个4位的二进制数A和B，并将结果与预期结果进行对比，验证电路的正确性。
重复进行多组实验，确保电路的可靠性和稳定性。
四、实验结果与分析通过多次实验，我们得到了实验结果。
将结果与预期结果进行对比，并计算误差，可以得出结论。
在实验中，我们还观察到了实验结果的稳定性和可靠性，并对实验结果的波形进行了分析。
五、实验总结通过本次实验，我们了解了组合逻辑电路的基本原理和设计方法，并通过设计和搭建4位二进制加法器电路，实践了电路设计的过程。
【数电】组合逻辑电路习题(含答案)
《组合逻辑电路》练习题及答案[3.1] 分析图P3.1电路的逻辑功能，写出Y 1、、Y 2的逻辑函数式，列出真值表，指出电路完成什么逻辑功能。
[解]BCAC AB Y BC AC AB C B A ABC Y ++=+++++=21)(B 、C 为加数、被加数和低位的进位，Y 1为“和”，Y 2为“进位”。
[3.2] 图P3.2是对十进制数9求补的集成电路CC14561的逻辑图，写出当COMP=1、Z=0、和COMP=0、Z=0时，Y 1～Y 4的逻辑式，列出真值表。
[解]（1）COMP=1、Z=0时，TG 1、TG 3、TG 5导通，TG 2、TG 4、TG 6关断。
3232211 , ,A A Y A Y A Y ⊕===， 4324A A A Y ++=（2）COMP=0、Z=0时，Y 1=A 1， Y 2=A 2， Y 3=A 3， Y 4=A 4。
COMP =0、Z=0的真值表从略。
[题3.3] 用与非门设计四变量的多数表决电路。
当输入变量A 、B 、C 、D 有3个或3个以上为1时输出为1，输入为其他状态时输出为0。
[解] 题3.3的真值表如表A3.3所示，逻辑图如图A3.3所示。
ABCD D ABC D C AB CD B A BCD A Y ++++=BCD ACD ABC ABC +++=B C D A C D A B D A B C ⋅⋅⋅=[3.4] 有一水箱由大、小两台泵M L 和M S 供水，如图P3.4所示。
水箱中设置了3个水位检测元件A 、B 、C 。
水面低于检测元件时，检测元件给出高电平；水面高于检测元件时，检测元件给出低电平。
现要求当水位超过C 点时水泵停止工作；水位低于C 点而高于B 点时M S 单独工作；水位低于B 点而高于A 点时M L 单独工作；水位低于A 点时M L 和M S 同时工作。
试用门电路设计一个控制两台水泵的逻辑电路，要求电路尽量简单。
[解] 题3.4的真值表如表A3.4所示。
组合逻辑电路和时序逻辑电路。
组合逻辑电路和时序逻辑电路。
组合逻辑电路是一种基本的数字电路，它采用各种逻辑门和电子元件，将输入信号转换成输出信号。
与之不同的是，时序逻辑电路是一种具有时序和存储能力的数字电路，它可以记忆之前的状态并将其用于决策。
下面我们将从以下几个方面入手，分别探讨组合逻辑电路和时序逻辑电路。
1. 组合逻辑电路组合逻辑电路通常由以下基本门电路构成：与门、或门、非门、异或门等。
这些门电路可以组成各种条理分明的电路逻辑，如加法器、减法器、多路选择器、多输出逻辑功能等。
组合逻辑电路主要应用在组合逻辑相关电路的设计中，如编码器、解码器等。
2. 时序逻辑电路时序逻辑电路是一种带有存储元件的数字电路，可在一定时间间隔足够长的情况下，自行储存当前状态并决策下一状态。
时序逻辑电路通常需要用到触发器、计数器等元件，可以实现循环、计数、分频等功能。
时序逻辑电路常应用于计算机、嵌入式系统、通信系统等领域。
3. 组合逻辑电路和时序逻辑电路的联系组合逻辑电路和时序逻辑电路结合在一起，可以构成高级电路系统，实现各种复杂功能。
例如，组合电路可以用于控制输入信号的条件，并动态的改变输出信号。
时序电路可以用于储存过程中产生的信号，而组合电路则将其用于进一步计算。
4. 组合逻辑电路和时序逻辑电路的应用组合逻辑电路和时序逻辑电路广泛应用于各种数字电路系统，为现代电子技术的发展做出了重要贡献。
它们常应用于计算机领域，如中央处理器（CPU）、存储器和逻辑集成电路等；还常应用于通信系统、嵌入式系统以及各种控制电路等。
总而言之，组合逻辑电路和时序逻辑电路是数字电路的重要组成部分，它们分别代表了两种不同的设计思想和电路方法。
它们的相互配合和应用，可以实现各种复杂电路系统，进一步推动数字电子技术的发展。
数电入门组合逻辑电路
加法器（Adder）*
• 上次我们自己搭了一个“半加器”，而实 际应用的都是全加器，但多位连接方式不 同：
• “串行加法器”：结构简单，延时严重；
• “超前进位加法器”：结构复杂，运算速 度快，常用的有一款74LS283。
• 组合逻辑电路概述 • 数据选择器和数据分配器* • 加法器* • 编码器和译码器 • 结识七段数码管 • 小实验：编码-译码-显示
结识七段数码管
• 数码管大家应该不陌生，它的原理也很简 单，仅仅是由七段长条形的发光二极管拼 成“8”字形，外加上小数点，可以显示数字 和个别字母。
• 二极管公共端为负极：“共阴”数码管， 输入为正逻辑；反之为“共阳”数码管， 负逻辑。
g f GNDa b a
a
b
c
f
Hale Waihona Puke bgde
c
e
d ·dp
f g
编码器（Encoder）
• 普通编码器：任何时刻只允许输入一个编 码信号，否则输出将发生混乱。
• 优先编码器：允许同时输入两个以上的编 码信号，在设计的优先编码器的时候已经 将所有的输入信号按优先顺序排了队，当 几个输入信号同时出现时，只对其中优先 权最高的一个进行编码。例：74LS148。
74LS14 8
• 验证74LS48的功能：D--A接到8个逻辑电平 开关上，输出与共阴极数码管的a--g相连。 观察不同输入时数码管的显示。另外，验证 各附加控制端的功能。
• 也可以自己想办法让数码管显示其他字符！
• 将74LS148和74LS48通过非门相连，构成编 码—译码—显示电路。其中，非门可选用 74LS00。
小实验：编码-译码-显示
• 每人拿到74148、7448、7400、数码管各 一……一会自己有好点子可以多要几 片……
组合逻辑电路思政
组合逻辑电路思政组合逻辑电路是一种在数字电路中常用的电路类型，它由多个逻辑门组成，通过逻辑门之间的连接和组合，实现对输入信号进行逻辑运算和处理的功能。
而思政是指思想政治教育，旨在培养学生正确的价值观和世界观，提高学生的思想道德素质。
本文将以“组合逻辑电路思政”为题，探讨组合逻辑电路与思政教育之间的关联和共通之处。
一、组合逻辑电路与思政教育都强调系统性和整体性在组合逻辑电路中，每个逻辑门都是一个独立的模块，但它们之间通过输入和输出信号的连接相互作用，形成一个完整的电路系统。
类似地，在思政教育中，各个知识点、教育内容也是相互联系、相互作用的，共同构成了一个系统性的思政教育体系。
无论是在设计电路还是进行思政教育，都需要考虑到整体性，不能片面地看待问题，否则可能会导致系统出现错误或者教育效果不佳。
二、组合逻辑电路与思政教育都追求逻辑严谨性组合逻辑电路中的逻辑门是按照一定的逻辑规则进行设计和连接的，它们之间的关系是严格的、逻辑清晰的。
同样地，在思政教育中，也需要遵循一定的逻辑和原则，不能随意发表言论或者进行行为。
逻辑严谨性可以保证电路的正确运行和思政教育的有效传达，避免产生误导或者误解。
三、组合逻辑电路与思政教育都强调输入和输出的关系在组合逻辑电路中，输入信号经过逻辑门的处理，最终得到输出信号。
输入和输出之间的关系是电路设计的核心。
同样地，在思政教育中，要通过教学活动和教育手段，引导学生正确地接受和理解知识，培养正确的价值观和思维方式。
输入和输出的关系直接影响着电路的功能和思政教育的效果。
四、组合逻辑电路与思政教育都需要考虑到多种因素在组合逻辑电路设计中，需要考虑到输入信号的不确定性、电路的延迟和功耗等因素。
类似地，在思政教育中，也需要考虑到学生的个体差异、社会环境的变化等多种因素。
只有综合考虑这些因素，才能设计出合理的电路或者进行有效的思政教育。
五、组合逻辑电路与思政教育都需要不断优化和改进在组合逻辑电路设计中，工程师们会不断地优化和改进电路的结构和性能，以满足不同应用场景的需求。
数字电路第四章组合逻辑电路
(3)逻辑表达式：
Y A B C A B C A B C ABC A B CB C A B CB C ABC R AB BC AC AB BC AC
（4）画出电路（见仿真）
2、下图所示是具有两个输入X、Y和三个输出Z1、Z2、 Z3的组合电路。写出当X>Y时Z1 ＝1；X=Y时 Z2 ＝1；当X<Y时Z3 ＝1，写出电路的真值表， 求出输出方程。 解：A、列真值表： B、写出函数表达式：
可在K图中直接圈1化简得最简与或式。再对最简与或式 两次求反进行变换。 A C A B C B C
n 1 n n n n n n
B n Cn A n Cn A n B n B n C n A n Cn A n B n
C、 画出逻辑电路：
4、设计一组合电路，当接收的4位二进制数能被4整除 时，使输出为1。 A 、列真值表：数N＝8A+4B+2C+D 注：0可被任何数整除 B、写逻辑函数式：画出F的K图
3、优先编码器
优先编码器常用于优先中断系统和键盘编码。与普 通编码器不同，优先编码器允许多个输入信号同时有效， 但它只按其中优先级别最高的有效输入信号编码，对级 别较低的输入信号不予理睬。
常用的MSI优先编码器有10线—4线(如74LS147)、
8线—3线(如74LS148)。
Cn 1 Cn 1 Bn Cn A n Cn A n Bn
2)、用异或门实现Dn：
An Bn C n An Bn C n An Bn C n
3)、用与非门实现 Cn+1：
Dn An Bn C n An Bn C n An BnC n An BnC n
组合逻辑电路实验原理
组合逻辑电路实验原理
组合逻辑电路的实验原理基于布尔代数和逻辑运算。
布尔代数是一种数学工具，用于描述逻辑运算的规则和性质。
逻辑运算包括与、或、非、异或等运算，这些运算可以用逻辑门实现。
逻辑门是一种基本的数字电路元件，可以用于实现逻辑运算，并将输入信号转换为输出信号。
在组合逻辑电路实验中，通常需要遵循以下步骤：
1. 确定输入和输出信号的类型和数量。
输入信号可以是数字信号、模拟信号或混合信号，而输出信号通常是数字信号。
2. 根据逻辑运算的规则和性质，确定所需的逻辑门的类型和数量。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。
3. 根据逻辑门的输入和输出特性，设计电路的结构，确定逻辑门的连接方式和电路的配置。
逻辑门的输入和输出可以是单个信号或多个信号，可以串联或并联连接。
4. 进行逻辑电路的仿真和测试，验证电路的正确性和可靠性。
可以使用数字电路仿真软件进行仿真测试，并使用数字信号发生器和示波器等测试仪器进行实际测试。
以数据选择器为例，数据选择器也称多路开关，通过改变地址输
入信号，可以在多个数据输入中选择一个传送到输出。
例如，74151是一种常见的8选1数据选择器，具有3位地址输入、8路数据输入、一个使能信号以及一对互补的输出。
如需了解更多信息，可以查阅数字逻辑或计算机组织相关教材，或者咨询相关专业的老师或工程师。
组合逻辑电路实验报告总结心得
组合逻辑电路实验报告总结心得经过一学期的学习，我有了对组合逻辑电路的初步理解。
通过实验，我已经掌握了基础知识和实验操作技能。
以下是我的实验报告总结心得。
一、实验内容通过实验，我学习了组合逻辑电路的基本原理和实验方法。
实验包括：组合逻辑电路输入输出特性的测试、组合逻辑电路的设计和验证、基础模块的设计与实现、组合逻辑电路在数字系统中的应用等。
二、实验收获组合逻辑电路是数字电路中的重要概念。
通过实验，我发现它可以实现不同的逻辑功能，如加减乘除等。
组合逻辑电路还可以广泛应用于数字系统中，如微处理器、数字信号处理器、通信系统等。
在实验中，我还学习了如何使用数字模拟器搭建电路，进行电路设计和测试。
在实验中，我还学习了如何分析和设计组合逻辑电路。
我认识到组合逻辑电路是由基本的逻辑单元构成的。
每个逻辑单元可以完成一个逻辑功能，并与其他逻辑单元组合起来实现更复杂的逻辑功能。
在设计电路时，可以采用真值表、卡诺图等方法，来简化和优化逻辑电路。
三、实验不足与改进在实验过程中，我也遇到了一些问题。
例如在电路测试时，有时候出现了一些误差，导致电路不能正常工作。
这可能是由于实验操作不当或实验条件不充分导致的。
为了改进这些问题，我需要加强实验操作技能和理论知识。
还需要更加严谨地进行实验，以确保实验结果的准确性和可靠性。
四、总结通过本次实验，我对组合逻辑电路的基础知识和实验方法有了更深入的了解。
我认识到组合逻辑电路在数字系统中的重要性，并掌握了使用数字模拟器进行电路设计和测试的技能。
在未来的学习和研究中，我将继续深入学习组合逻辑电路，并尽可能地应用到实际生活和工作中。
在指导学生进行实验时，我注重培养他们的实验能力、综合能力和团队合作精神。
我鼓励学生通过实验发现问题和解决问题的方法，让他们体验到从错误中学习和取得突破的成就感。
在实验过程中，我也让学生充分发挥自己的创造力，鼓励他们在设计电路、实现功能方面进行实验改进。
在实验中批判地思考，也是我鼓励学生的重要方式。
数字电路实验报告5. 组合逻辑电路的仿真
组合逻辑电路的仿真1.实验目的➢掌握全加器、译码器、数据选择器电路的特点及设计方法；➢学会应用全加器、译码器及数据选择器设计组合逻辑电路；➢掌握各种组合逻辑电路的仿真。
2.实验器材3.实验内容3.1全加器的EDA仿真a)在Multisim软件中，按照如图1.1所示电路，从TTL库中调74LS00D、74LS86N，从基本库中调VCC、GND、J1、J2、J3，从指示库中调X1、X2等元件，连线构成1位全加器仿真电路，图中J1、J2和J3依次控制两个输入的1位二进制数A、B及低位的二进制数相加向本位的进位C，指示灯X1、X2i分别表示本位输出F和向高位的进位C。
按照功能表分别拨动J1、J2和J3，o即改变输入状态，观察输出的状态变化。
图1.1 一位全加器仿真图b) 按照图1.2及1.3连线进行全加器74LS283及CD4008的功能仿真实验。
图1.2 74LS283功能仿真电路X1X2X3X4X5图1.3 CD4008功能仿真电路c) 利用四位全加器CD4008和四异或门CC4070设计四位无符号数二进制加/减法器，画出仿真图。
解： 分析：二进制加法器可以使用CD4008实现；二进制减法可以转换为补码运算，因为正数补码与原码相同，对负数先求补码，再进行加法运算，最后再对输出求补码，即可得到减法结果。
因为补码=反码+1，反码可以让输入与1异或，+1运算可以通过进位输入端实现。
因此，可以列出真值表如下X1X2X3X4X5上图中，淡黄色为加法运算，橙色为减法运算；绿色为加法结果，其中淡绿色部分与深绿色部分相同；蓝色为加法结果，其中淡蓝色部分与深蓝色部分相同。
因为输入与高电平异或得到负数的反码，与低电平异或得到正数的反码（与原码相同），因此，可以绘制下图所示电路图实现功能：3.2 译码器的EDA 仿真a) 变量译码器变量译码器（又称二进制译码器），用于表示输入变量的状态，如2-4线、3-8线和4-16线译码器。