組合邏輯電路的分析和設計方法

關于組合邏輯電路的分析和設計方法第1頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五24.1概述

組合邏輯電路的特點

邏輯功能的描述下頁總目錄第2頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五3一、組合邏輯電路的特點數(shù)字電路根據(jù)邏輯功能組合邏輯電路時序邏輯電路功能特點：任意時刻的輸出僅取決于該時刻的輸入，與原狀態(tài)無關。任何時刻，S和CO的取值只與A、B和CI的取值有關，與電路過去的工作狀態(tài)無關。

輸入變量輸出變量舉例：第3頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五4下頁返回上頁二、邏輯功能的描述用來表示邏輯功能的幾種形式：邏輯圖、邏輯函數(shù)式、真值表等，幾種方法之間可相互轉換。例如，將下圖邏輯功能寫成邏輯函數(shù)的形式：第4頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五5下頁返回上頁對于任何一個多輸入、多輸出的組合邏輯電路，都可以用下面框圖表示。

輸出與輸入之間的邏輯關系可表示為:或寫成向量的形式:輸入變量輸出變量組合邏輯電路組合邏輯電路的框圖……結構上特點：不含記憶（存儲）元件第5頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五64.2組合邏輯電路的分析方法和設計方法

組合邏輯電路的分析方法

組合邏輯電路的設計方法下頁總目錄第6頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五7邏輯電路圖邏輯函數(shù)式11最簡表達式化簡22從輸入到輸出逐級寫出4.2.1組合邏輯電路的分析方法給定邏輯電路圖,通過分析找出電路的邏輯功能分析步驟：例如：第7頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五8最簡表達式3真值表4電路的邏輯功能當輸入A、B、C中有2個或3個為1時，輸出Y為1，否則輸出Y為0。所以這個電路實際上可用于3人表決電路：只要有2票或3票同意，表決就通過。43第8頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五9歸納：分析已知邏輯電路功能的步驟寫出函數(shù)表達式化簡函數(shù)真值表描述電路功能2邏輯電路圖134第9頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五下頁返回上頁任何時刻，S、CO的取值只與A、B和CI取值有關，與電路過去的工作狀態(tài)無關。

分析下圖電路的邏輯功能，指出其用途。例：三個輸入變量A、B、CI兩個輸出變量S、CO第10頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五下頁返回上頁①列寫輸出變量函數(shù)表達式解：②寫出函數(shù)最簡表達式

③

列出邏輯真值表A00001111B00110011CI01010101S01101001CO00010111第11頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五下頁返回上頁

④電路的邏輯功能A00001111B00110011CI01010101S01101001CO00010111由真值表可知，該電路為帶有低位進位的加法器。A:被加數(shù)B:加數(shù)CI:低位進位位S：和CO：向高位的進位第12頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五13一、進行邏輯抽象1、分析事件的因果關系，確定輸入變量和輸出變量。把引起事件的原因定為輸入變量，而事件的結果作為輸出量。2、定義邏輯狀態(tài)的含意。以二值邏輯的0、1兩種狀態(tài)分別代表輸入變量和輸出變量的兩種不同狀態(tài)。0和1的具體含義完全是由設計人選定的。即邏輯狀態(tài)賦值。3、根據(jù)給定的因果關系列出邏輯真值表4.2.2組合邏輯電路的設計方法根據(jù)要求設計出最簡邏輯電路第13頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五14二、寫出邏輯函數(shù)式

為了對邏輯函數(shù)化簡和變換，將真值表轉換為對應的邏輯函數(shù)式。三、選定器件的類型

為了產(chǎn)生所需要的邏輯函數(shù)，可用小規(guī)模的門電路、中規(guī)模集成的常用組合邏輯器件或PLD來構成相應的邏輯電路。第14頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五15四、將邏輯函數(shù)化簡或變換成適當?shù)男问接眯∫?guī)模門電路設計方法:將函數(shù)式化成最簡單形式，即乘積項最少，且每個乘積項中的因子也最少。用中規(guī)模集成的常用組合邏輯電路設計方法:將函數(shù)式變成適當?shù)男问?，以便能用最少的器件和最簡單的連線接成所要求的邏輯電路。每一種中規(guī)模集成器件的邏輯功能都可以寫成一個邏輯函數(shù)式，在使用這些器件設計組合邏輯電路時，應把待產(chǎn)生的邏輯函數(shù)變換成與所使用器件的邏輯函數(shù)式相同或類似的形式。五、根據(jù)化簡或變換后的邏輯函數(shù)式畫出邏輯電路的連接圖六、工藝設計第15頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五16組合邏輯電路邏輯設計過程：第16頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五17下頁返回上頁[例4.2.2]

設計一個監(jiān)視交通信號燈工作狀態(tài)的邏輯電路。正常工作狀態(tài)

交通信號燈的正常工作狀態(tài)和故障狀態(tài)RAGRAGRAG故障狀態(tài)RAGRAGRAGRAGRAG紅黃綠第17頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五18下頁返回上頁取紅、黃、綠三盞燈的狀態(tài)為輸入變量：分別用R、A、G表示，燈亮時為1，不亮時為0。取故障信號為輸出變量：以Z表示，并規(guī)定正常工作狀態(tài)下Z為0，發(fā)生故障時Z為1。

解：1.進行邏輯抽象。如果信號燈出現(xiàn)故障，Z為1RAGZ第18頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五19下頁返回上頁

例4.2.2的邏輯真值表R00001111A00110011G01010101Z根據(jù)題意可列出真值表2.邏輯函數(shù)式11111000第19頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五20下頁返回上頁3.選定器件類型為小規(guī)模集成門電路。

4.化簡邏輯函數(shù)。

轉換為與非-與非式第20頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五21下頁返回上頁5.畫出邏輯電路圖。

例4.2.2的邏輯圖之一第21頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五22下頁返回上頁用與-非門和反相器實現(xiàn)例4.2.2的邏輯圖之二第22頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五23下頁返回上頁[題4.9]

醫(yī)院優(yōu)先照顧重患者的呼喚電路，醫(yī)院有1，2，3，4四間病室，患者按病情由重至輕依次住進1~4號病室，每室分別裝有A、B、C、D四個呼喚按鈕，按下為1，值班室里對應的四個燈為L1、

L2

、L3

、L4

，燈亮為1，呼喚按鈕優(yōu)先級別由高到低依次為A、B、C、D，設計實現(xiàn)上述功能的邏輯電路。第23頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五24下頁返回上頁1.按要求列邏輯狀態(tài)表。有四個輸入變量A、B、C、D

。四個輸出變量L1、L2

、L3

、L4

。

ABCD

L1

L2L3L4×××1××01×0010001第24頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五25下頁返回上頁1000L40100L30010L20001

L1

ABCD×××1××01×00100012.邏輯函數(shù)式

11111111000000000001111000011110CDABL1第25頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五26返回3.畫邏輯圖下頁上頁第26頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五27步驟：根據(jù)要求設計出實際邏輯電路確定輸入、輸出列出真值表寫出表達式并簡化畫邏輯電路圖形式變換根據(jù)設計所用芯片要求第27頁，共31頁，2022年，5月20日，18點48分，星期五28復習思考題（p167)1.什么是“邏輯抽象”？它包括哪些內(nèi)容？2.為什么對同一個實際問題，經(jīng)過