3—组合逻辑电路.docx

数字电子技术讲义O 数字电子技术讲义O组合逻辑电路 第 第 PAGE #页 第三部分组合逻辑电路 课 题： 组合逻辑电路的分析与设计 教学目的： 了解组合电路的的概念及特点； 熟悉组合电路的分析方法及设计方法; 教学重点： 分析组合电路和设计简单组合电路 教学难点： 设计组合电路 教学方法：讲授法和讨论交流法 教 具：无 课 时：2 教 学 内 容 3.1组合逻辑电路的分析与设计 3.1.1概述 在数字系统中，根据逻辑功能的不同特点，数字逻辑电路可分为两大类：组合逻辑电路和时序 逻辑电路。 在一个逻辑电路中，任意时刻的输出状态仅取决于该时刻的输入状态，而与电路原来的状态无 关，则该逻辑电路称为组合逻辑电路(简称为组合电路) 。 组合逻辑电路的结构特点是：第一，全部由门电路组成，即不含记忆单元。第二，信号只有输 入到输出的单向传输，没有输出到输入的反馈回路。所以， 组合逻辑电路没有记忆功能。 组合逻辑电路逻辑功能的描述方法主要有四种：逻辑函数表达式，逻辑真值表，卡诺图和逻辑 图。组合逻辑电路的研究主要包括两方面的内容，一是组合逻辑电路的分析，二是组合逻辑电路的 设计。 3.1.2组合逻辑电路的分析方法 组合逻辑电路的分析目的：确定已知电路的逻辑功能。 .组合逻辑电路的基本分析方法 写出电路的输出逻辑函数表达式 由输入端到输出端逐级写出各级门电路的输出对输入的逻辑表达式，最后得到组合电路的输出 变量对输入变量的逻辑函数表达式。 化简或变换输出逻辑函数 用代数化简法或卡诺图化简法进行化简，求出最简的输出逻辑函数表达式。 列出输出逻辑函数的真值表 将输入变量的各种取值组合代入输出逻辑函数表达式中进行计算，求出相应的输出函数值，输 入和输出一一对应列出真值表。 分析电路的逻辑功能 通过分析逻辑函数真值表的特点，从而确定电路的逻辑功能。 ?组合逻辑电路的分析举例 例3.1试分析图3-1所示的组合逻辑电路的功能。 写出电路的输出逻辑函数表达式。由逻辑电路图 3-1 可得到 Y ABC 丫2 A第 A ABC 丫3 BY B ABC Y4 C Y C ABC Y 丫2 丫3 丫4 A ABC B ABC C ABC Y进行化简可得到 解：(1) (2)化简输出逻辑函数。对(A B C) ABC ABC ABC (2)化简输出逻辑函数。对 (3)列出输出逻辑函数的真值表。将输入变量 A、B、C的各种取 输入输出ABCY0 0 010 0 100 1 000 1 101 0 00 输入 输出 ABC Y 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 表3-1真值表 (4) 才为“ 1” 判一致电路。 分析电路的逻辑功能。由真值表 3-1可看出：当输入 A、B、C都为 否则输出 Y为“0”所以，该组合逻辑电路具有检测 时，输出Y 输入状态是否一致”的功能，也称为 0或都为 例3.2试分析如图3-2所示电路的逻辑功能。 A、B端加入波形不同的脉冲信号 解：(1)写出输出逻辑函数表达式。由逻辑图 3-2可知 Y AM Y Y1 AM BM (2)化简输出逻辑函数。对 (2)化简输出逻辑函数。对 Y进行化简可得到 Y AM BM列出逻辑函数的真值表。根据结果式可列出真值表见表 分析电路的逻辑功能。由真值表 Y AM BM 列出逻辑函数的真值表。根据结果式可列出真值表见表 分析电路的逻辑功能。由真值表 3-2可知：当M=0时, 虽然A、B两个信号同时加在电路的输入端，但可以通过控制输入端 3-2 o 输出Y=B，当M=1时，输出Y=A , M电平的高低，选择 Y端输出 信号A还是信号B,所以，该电路称为选通电路。 图3-2例3.2的逻辑电路 图3-2例3.2的逻辑电路 输入 输出 M A B Y 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 表3-2 例3.2的真值表 3.1.3组合逻辑电路的设计方法 组合逻辑电路的设计目的：根据功能要求设计最佳电路。 ?组合逻辑电路的基本设计方法 分析设计要求，设输入、输出变量并赋值。 首先设定变量。把引起事件的原因定为输入变量，把事件的结果作为输出变量，并有相应的字 母表示。 其次状态赋值。依据输入、输出变量的状态进行逻辑赋值，即确定输入、输出变量的哪种状态 用逻辑o表示，哪种状态用逻辑 1表示。 根据输入、输出变量的赋值列出真值表。 根据真值表写出逻辑函数表达式，并化简或变换逻辑函数 根据化简或变换后的逻辑表达式，画出逻辑图。 ?组合逻辑电路的设计举例 例3.3设计一个判别获奖电路。在一个射击游戏中，射手可打三枪，一枪打鸟，一枪打鸡，一 枪打兔子，