数字电子技术基础―第四章组合逻辑电路PPT课件
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《数字电子技术基础》第五版：第四章 组合逻辑电路
74HC42
二－十进制译码器74LS42的真值表
序号 输入
输出
A3 A2 A2 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9
0 0 000 0 111111111
1 0 001 1 011111111
2 0 010 1 101111111
3 0 011 1 110111111
4 0 100 1 111011111
A6 A4 A2
A0
A15 A13 A11 A9
A7 A5 A3
A1
I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I00
S
74LS 148(1)
YS
YEE Y2 Y1
Y0
XX
I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0
S
74LS 148(2)
YS
YE Y2 Y1
Y0
X
&
G3
&
G2
&
G3
Z3
Z2
Z1
&
G3
0时1部分电路工作在d0a1a0d7d6d5d4d3d2d1d074ls153d22d20d12d10d23d21s2d13d11s1y2y1a1a0在d4a0a1a2集成电路数据选择器集成电路数据选择器74ls15174ls151路数据输入端个地址输入端输入端2个互补输出端74ls151的逻辑图a2a1a02274ls15174ls151的功能表的功能表a2a1a0a将函数变换成最小项表达式b将使能端s接低电平c地址a2a1a0作为函数的输入变量d数据输入d作为控制信号?实现逻辑函数的一般步骤cpcp000001010011100101110111八选一数据选择器三位二进制计数器33数据选择器数据选择器74ls15174ls151的应用的应用加法器是cpu中算术运算部件的基本单元
数字电子技术基础 第4章
在将两个多位二进制数相加时，除了最低位以外，每一 位都应该考虑来自低位的进位，即将两个对应位的加数 和来自低位的进位3个数相加。这种运算称为全加，所用 的电路称为全加器。
图4.3.26
全加器的卡诺图
图4.3.27 双全加器74LS183 （a）1/2逻辑图 （b）图形符号
二、多位加法器
1、串行进位加法器（速度慢）
数字电子技术基础 第四章 组合逻辑电路
Pan Hongbing VLSI Design Institute of Nanjing University
4.1 概述
数字电路分两类：一类为组合逻辑电路，另一类 为时序逻辑电路。 一、组合逻辑电路的特点
任何时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，与电路原 来的状态无关。 电路中不能包含存储单元。
例4.2.1 P162
图4.2.1
例3.2.1的电路
4.2.2 组合逻辑电路的设计方法
最简单逻辑电路：器件数最少，器件种类最少， 器件之间的连线最少。 步骤：
1、进行逻辑抽象 2、写出逻辑函数式 3、选定器件的类型 4、将逻辑函数化简或变换成适当的形式 5、根据化简或变换后的逻辑函数式，画出逻辑电路 的连接图 6、工艺设计
通常仅在大规模集成电 路内部采用这种结构。 图4.3.7 用二极管与门阵列组成的3线－8线译码器
最小项译码器。
图4.3.8
用与非门组成的3线－8线译码器74LS138
例4.3.2 P177
图4.3.10
用两片74LS138接成的4线－16线译码器
二、二-十进制译码器
拒绝伪码功能。
图4.3.11
4.2.2 组合逻辑电路的设计方法
第4章组合逻辑函数.ppt
Y4 ( A2 A1A0 ) m4
Y1 ( A2 A1A0 ) m1
Y5 ( A2 A1A0 ) m5
Y2 ( A2 A1A0 ) m2
Y6 ( A2 A1A0 ) m6
Y3 ( A2 A1A0 ) m3
Z13’输出低电平
43
4. 二进制译码器的主要特点 功能特点： 输出端提供全部最小项 电路特点： 与门(原变量输出)
与非门(反变量输出)
44
二、二－十进制译码器 输入端：4 输出端：10
二-十进制译码器的输入是十进制数的4位二进制
编码（BCD码），分别用A3、A2、A1、A0表示；输
出的是与10个十进制数字相对应的10个信号，用
① 确定输入变量不同取值时功能是否满足要求； ② 变换电路的结构形式(如：与或 与非-与非)； ③ 得到输出函数的标准与或表达式，以便用 MSI、
LSI 实现； ④ 得到其功能的逻辑描述，以便用于包括该电路的系
统分析。
8
逻辑图
出从 逐输 1 级入 写到 出输
逻辑表
达式
化 简
2
最简与或
表达式
Y1 ( AB) Y2 (BC)
Y
Y3 (CA)
1
Y (Y1Y2Y3) (( AB)(BC)(CA))
2
Y AB BC CA9来自最简与或 表达式3
真值表
4
电路的逻 辑功能
Y AB BC CA
3
当输入A、B、
0
C中有2个或3
0
个为1时，输 出Y为1，否则
0 1
4
输出Y为0。所 以这个电路实
Y0 ((DB)(DC)) DB DC
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路70页PPT
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
数字逻辑基础逻辑门电路组 合逻辑电路
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚பைடு நூலகம்43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
数字逻辑基础逻辑门电路组 合逻辑电路
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚பைடு நூலகம்43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
数字电子技术第四章 组合逻辑电路
10
& & &
F
F AB AC AB AC
____
___
0 1
C
第三步：逻辑电路
(a)
(b)
例 5 设计一个组合电路，将 8421BCD码变换为余 3 代码。
解 这是一个码制变换问题，由于均是BCD码，故输入输出均为四个端点。
A B C D 码制 变换 电路 W X Y Z
第一步：列出真值表。
A B
& &
P
N
&
C
F
&
Q
000 001 010 011 100 101 110 111
解
第一步：写出逻辑表达式。 前级→后级 (或后级→前级 )
P AB N BC Q AC F PNQ AB BC AC AB BC AC
第二步： 列出真值表。
第三步： 逻辑功能描述——三输入变量多数表决器。
F C4 S3 S2 S3S1 C 4 S9 S1 S9 S1
S3S1
__
二进制数与8421码对应表
1 C4
A3 A 2 A1 A 0
B3 B 2 B1 B 0
四位全加器 S3 S2 S1 S0
C0
&
& &
A3 A 2 A1 A 0 B2 B1 四位全加器 F S 3′ S 2′ S 1′ S 0′
__
__
__
C i 1 Ai B i B i C i 1 Ai C i 1Ci＋1 NhomakorabeaSi
≥1
&
Ai Bi
1
1
数字电子技术基础课件阎石主编第五版第四章
当S1=1, S2=0, S3 =0（即S=1）时，可得输出
Y0 ( A2 A1A0 ) m0 Y1 ( A2 A1A0 ) m1 Y2 ( A2 A1A0 ) m2
Y4 ( A2 A1A0 ) m4 Y5 ( A2 A1A0 ) m5 Y6 ( A2 A1A0 ) m6
Y3 ( A2 A1A0 ) m3
c
d
BCD－七段显示译码器
A3-A0: 输入数
据
Ya
A3
Yb
A2 A1
译 码
Yc
Yd Ye
器
Yf
A0
Yg
a f gb e dc
要设计的七段显示译码器
十进制数 A3A2A1A0 Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg 显示字形 0 0000 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0001 0 1 1 0 0 0 0 1 2 0010 1 1 0 1 1 0 1 2 3 0011 1 1 1 1 0 0 1 3 4 0100 0 1 1 0 0 1 1 4 5 0101 1 0 1 1 0 1 1 5 6 0110 0 0 1 1 1 1 1 6 7 0111 1 1 1 0 0 0 0 7 8 1000 1 1 1 1 1 1 1 8 9 1001 1 1 1 0 0 1 1 9
例4.3.1：试用两片74LS148组成16线－4线优先编码器。
优先权 最高
A15 ～ A8 均无信号时，才允许对A7 ～ A0 输入信号编码。
1 1 1 10 1 0 1 1
0 10 0
11 1
1
0
1
1
(1)片处于编码状态,(2)片被封锁。
11 11 11 11 1 10 10 10 1 0
第四章-组合逻辑电路PPT课件
输入 G3 G2 G1 G0
0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100
2021/3/12
逻辑电路真值表
输出 B3 B2 B1 B0
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
输入 G3 G2 G1 G0 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
因此当B＝D =1，A＝0时(此时F =C+C )，电路 可能由于C 的变化而产生竞争冒险。
ABCD 00 01 11 10
00
1
01 1 1 1
11 1 1
2021/3/12
10 1 1
27
BC 00 01 11 10 A 00110 10011
D＝AB＋AC
有相切的卡诺图
2021/3/12
BC 00 01 11 10 A 00110 10011
01 0 1 1 1
11 1 1 0 0
FABAC＋ BC 10 1 1 0 0
F A C A B D B C D A C D A B C
2021/3/12
32
3. 输出端并联电容器
如果逻辑电路在较慢速度下工作，为了消去竞争冒险，可 以在输出端并联一电容器，致使输出波形上升沿和下降沿 变化比较缓慢，可对于很窄的负跳变脉冲起到平波的作用。
A Y
t t 2021/3/121 2
t3 t4
它不符合静态下Y= AA恒为 0 的
逻辑关系
20
C
C
AC
BC
L
竞争: 当一个逻辑门的两个输入端的信号同时向相反方向变化， 而变化的时间有差异的现象。
《组合逻辑电路》PPT课件
输入
输出
DCBA
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 201211/31 /21 6
Y 2Y 1Y 0
001 001 001 001 001 001 010 010 010 010 010 100 100 100 100 100
2021/3/26
（第4章-13）
例1：设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路
R
A 如果信号灯 Z
出现故障，
G
Z为1
2021/3/26
（第4章-14）
输入变量 输
出
1. 抽象
R AGZ
• 输入变量: 红（R）、黄（A）、绿（G）
• 输出变量： 故障信号（Z）
2. 写出逻辑表达式
0 001 0 010 0 100 0 111
例3：试分析图示电路的逻辑功能，指出该电路的用途。
解： 1.根据逻辑图写出逻辑式
Y2 DC DBA DC DBA
D
1
C
1
B
Y1 DCBDCBDCA A
1
DCBDCBDCA 1
&& & && &&
Y0 DC DB DC DB
&
&
&
Y2
Y1
Y0
2021/3/26
（第4章-11）
2.列出真值表
1 000
Z R 'A 'G ' R 'A R G 'G A R' A RG AG
1 011Biblioteka 1 1012021/3/26
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第一节 组合逻辑电路分析和设计方法
组合逻辑电路 输入、输出关系示意图
Y0 F0 (X0, X1，Xn) Y1 F1(X0, X1，Xn) Ym Fm (X0, X1，Xn)
组合逻辑电路 输入、输出方程组
组合逻辑电路的特点： 1.电路可以为多输入单输出，也可以为多输入，多输出； 2.电路由逻辑门电路组成，没有记忆电路； 3.只有从输入到输出的通道，没有从输出到输入的回路； 4.描述方法有：逻辑函数、真值表、卡诺图、逻辑图、波形图；
数字电子技术基础
讲师：
数字电子技术基础
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数字电子技术基础 富 士 康 云 端 网 络 科 技 大 学
教学参考书
• 《数字电子线路(第2版)》姜有根、郭晋阳 电子工业 出版社 中等职业教育国家规划教材(适用中专、中职)
• 《数字电子技术基础(第2版)》杨志忠、卫桦林等 高等 教育出版社 “十五”国家级规划教材(适用大专)
• 《数字电子技术基础(第5版)》阎石 高等教育出版社 面向21世纪课程教材(适用本科)
数字电子技术基础
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第四章 组合逻辑电路
❖ 1.教学目标：掌握组合逻辑电路的定义及特点，了解组合逻 辑电路分析和设计方法，掌握常见组合逻辑电路：加法器、 编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、数值比较器的 功能和特点，了解他们的典型应用，掌握竞争冒险的原因及 分类，了解消除竞争冒险的常见方法；
An BnCn1 An BnCn1 An Bn Cn1
C n(A nB nA nB n)C n 1A nB n
数字电子技术基础
则按下，不同意则不按。结果用指示灯表示，多数同意时指 示灯亮，否则不亮。
(1).首先指明逻辑符号取“0”、“1”的含义。三个按键A 、B、C按下时为“1”，不按时为“0”。输出量为 F，多数
赞成时是“1”，否则是“0”。
(2).根据题意列出逻辑真值表。
数字电子技术基础
富 士 康 云 端 网 络 科 技 大10学
1.加法器
（1）半加器：半加运算不考虑从低位来的进位；
A---加数；B---被加数；S---本位和；C---进位。
逻辑函数表达式：
SA BA BA B CAB
数字电子技术基础
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第二节 常见组合逻辑电路
1.加法器
（1）半加器：半加运算不考虑从低位来的进位；
数字电子技术基础
富 士 康 云 端 网 络 科 技 大15学
第二节 常见组合逻辑电路
1.加法器
（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。
An-加数；Bn-被加数；Cn-1-低位的进位；Sn-本位和；Cn-进位。
逻辑函数表达式：
Sn (AnBn AnBn)Cn1 (An Bn AnBn)Cn1 An BnCn1 An⊙BnCn1
(4).根据逻辑表达式画出逻辑图。
FA B B C CA说明：为节约元器件，一
般化为最简与或表达式，
A
&
再画逻辑图
B
C
&
1 F
&
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第二节 常见组合逻辑电路
1.加法器
例：A=1101, B=1001, 如何计算A+B？
1101
+1
1 0
0 0
第一节 组合逻辑电路分析和设计方法
组合逻辑电路设计举例： 真值表
(3).画出卡诺图并化简：
BC A 00 01 11 10 BC
00 0 1 0
数字电子技术基础
1 0 1 1 1 AB
AC
FA B B C CA
富 士 康 云 端 网 络 科 技 大11学
第一节 组合逻辑电路分析和设计方法
组合逻辑电路设计举例：
0 1
1
1 011 0
加法运算的基本规则：
（1）逢二进一。 （2）最低位的相加，不需考虑进位。
（3）其余各位都是三个数相加，包括 加数、被加数、低位来的进位
（4）任何。位相加都产生两个结果：本 位和、向高位的进位。
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第二节 常见组合逻辑电路
数字电子技术基础
富 士 康 云 端 网 络 科 技 大 6学
第一节 组合逻辑电路分析和设计方法
已知 逻
逻
写
逻 分析
辑
辑
真
辑
电函值功源自设计 路数表
能 已知
基本分析步骤： 1.根据逻辑图写逻辑函数 2.化简逻辑函数式，列写真值表 3.根据真值表说明函数功能
基本设计步骤： 1.分析功能要求，写真值表 2.根据真值表写逻辑函数 3.化简逻辑函数 4.画逻辑图
数字电子技术基础
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第一节 组合逻辑电路分析和设计方法
组合逻辑电路分析举例：
&
A•B• A
A & A•B B
&F
& A•B•B
FA•B•A•A•B•BA •B •A A •B •B
（ A B ） •A （ A B ） •BA•BA•B
数字电子技术基础
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第一节 组合逻辑电路分析和设计方法
❖组合逻辑电路：在数字逻辑电路中，如一个电路在任一时刻的 输出状态，只取决于同一时刻的输出状态的组合，而与电路的原 有状态没有关系，即它没有记忆功能。
组合逻辑电路：
数 字
与时间无关，无记忆功能！
逻
辑
电
时序逻辑电路：
路
与时间有关，具备记忆功能!
数字电子技术基础
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❖ 2.教学重点：常见组合逻辑电路：加法器、编码器、译码器、 数据选择器、数据分配器、数值比较器的功能和特点
❖ 3.教学难点：加法器、编码器、译码器
❖ 4.课时安排：
第一节 组合逻辑电路分析和设计方法
第二节 常见组合逻辑电路
第三节 竞争冒险 数字电子技术基础
富 士 康 云 端 网 络 科 技 大 4学
第一节 组合逻辑电路分析和设计方法
组合逻辑电路分析举例：
ABF 000 011 101 110
真值表
FAB
相同为“0”不同为“1”
=1
异或门
数字电子技术基础
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第一节 组合逻辑电路分析和设计方法
组合逻辑电路设计举例：
设计三人表决电路（A、B、C）。每人一个按键，如果同意