第15章組合邏輯電路

第15章組合邏輯電路學(xué)習(xí)要點(diǎn)組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法典型組合邏輯電路的邏輯功能和使用方法中規(guī)模組合邏輯電路的應(yīng)用15.1組合邏輯電路的分析

組合邏輯電路：輸出僅由輸入決定，與電路當(dāng)前狀態(tài)無(wú)關(guān)；電路結(jié)構(gòu)中無(wú)反饋環(huán)路（無(wú)記憶）。邏輯圖邏輯表達(dá)式11最簡(jiǎn)與或表達(dá)式化簡(jiǎn)22從輸入到輸出逐級(jí)寫出15.1.1組合邏輯電路的分析最簡(jiǎn)與或表達(dá)式3真值表34電路的邏輯功能當(dāng)輸入A、B、C中有2個(gè)或3個(gè)為1時(shí)，輸出F為1，否則輸出F為0。所以這個(gè)電路實(shí)際上是一種3人表決用的組合電路：只要有2票或3票同意，表決就通過(guò)。4邏輯圖邏輯表達(dá)式例：最簡(jiǎn)與或表達(dá)式真值表用與非門實(shí)現(xiàn)電路的輸出F只與輸入A、B有關(guān)，而與輸入C無(wú)關(guān)。F和A、B的邏輯關(guān)系為：A、B中只要一個(gè)為0，F(xiàn)=1；A、B全為1時(shí)，F(xiàn)=0。所以F和A、B的邏輯關(guān)系為與非運(yùn)算的關(guān)系。電路的邏輯功能邏輯圖邏輯表達(dá)式例：最簡(jiǎn)與或表達(dá)式真值表電路的邏輯功能由真值表可知，當(dāng)3個(gè)輸入變量A、B、C取值一致時(shí)，輸出F=1，否則輸出F=0。所以這個(gè)電路可以判斷3個(gè)輸入變量的取值是否一致，故稱為判一致電路。邏輯圖邏輯表達(dá)式例：最簡(jiǎn)與或表達(dá)式真值表電路的邏輯功能由真值表可知，當(dāng)3個(gè)輸入變量A、B、C表示的二進(jìn)制數(shù)小于或等于2時(shí)，F(xiàn)1=1；當(dāng)這個(gè)二進(jìn)制數(shù)在4和6之間時(shí)，F(xiàn)2=1；而當(dāng)這個(gè)二進(jìn)制數(shù)等于3或等于7時(shí)F1和F2都為1。因此，這個(gè)邏輯電路可以用來(lái)判別輸入的3位二進(jìn)制數(shù)數(shù)值的范圍。15.1.2組合邏輯電路的綜合真值表電路功能描述例：設(shè)計(jì)一個(gè)樓上、樓下開(kāi)關(guān)的控制邏輯電路來(lái)控制樓梯上的路燈，使之在上樓前，用樓下開(kāi)關(guān)打開(kāi)電燈，上樓后，用樓上開(kāi)關(guān)關(guān)滅電燈；或者在下樓前，用樓上開(kāi)關(guān)打開(kāi)電燈，下樓后，用樓下開(kāi)關(guān)關(guān)滅電燈。設(shè)樓上開(kāi)關(guān)為A，樓下開(kāi)關(guān)為B，燈泡為F。并設(shè)開(kāi)關(guān)A、B擲向上方時(shí)為1，擲向下方時(shí)為0；燈亮?xí)rF為1，燈滅時(shí)F為0。根據(jù)邏輯要求列出真值表。1窮舉法1實(shí)際電路圖：2邏輯表達(dá)式或卡諾圖最簡(jiǎn)與或表達(dá)式化簡(jiǎn)32已為最簡(jiǎn)與或表達(dá)式4邏輯變換5邏輯電路圖用與非門實(shí)現(xiàn)用同或門實(shí)現(xiàn)真值表電路功能描述例：用與非門設(shè)計(jì)一個(gè)交通報(bào)警控制電路。交通信號(hào)燈有紅、綠、黃3種，3種燈分別單獨(dú)工作或黃、綠燈同時(shí)工作時(shí)屬正常情況，其他情況均屬故障，出現(xiàn)故障時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)。設(shè)紅、綠、黃燈分別用A、B、C表示，燈亮?xí)r其值為1，燈滅時(shí)其值為0；輸出報(bào)警信號(hào)用F表示，燈正常工作時(shí)其值為0，燈出現(xiàn)故障時(shí)其值為1。根據(jù)邏輯要求列出真值表。1窮舉法12邏輯表達(dá)式最簡(jiǎn)與或表達(dá)式化簡(jiǎn)324邏輯變換345邏輯電路圖5真值表電路功能描述例：用與非門設(shè)計(jì)一個(gè)舉重裁判表決電路。設(shè)舉重比賽有3個(gè)裁判，一個(gè)主裁判和兩個(gè)副裁判。杠鈴?fù)耆e上的裁決由每一個(gè)裁判按一下自己面前的按鈕來(lái)確定。只有當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上裁判判明成功，并且其中有一個(gè)為主裁判時(shí)，表明成功的燈才亮。設(shè)主裁判為變量A，副裁判分別為B和C；表示成功與否的燈為F，根據(jù)邏輯要求列出真值表。1窮舉法122邏輯表達(dá)式3最簡(jiǎn)與或表達(dá)式化簡(jiǎn)45邏輯變換邏輯電路圖3化簡(jiǎn)45例旅客列車按發(fā)車的優(yōu)先級(jí)別依次分為特快、直快和普客3種，若有多列列車同時(shí)發(fā)出發(fā)車的請(qǐng)求，則只允許其中優(yōu)先級(jí)別最高的列車發(fā)車。試設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)先發(fā)車的排隊(duì)邏輯電路。真值表電路功能描述1窮舉法1設(shè)輸入變量為A、B、C，分別代表特快、直快和普客3種列車，有發(fā)車請(qǐng)求時(shí)其值為1，無(wú)發(fā)車請(qǐng)求時(shí)其值為0。輸出發(fā)車信號(hào)分別用F1、F2、F3表示，F(xiàn)1=1表示允許特快列車發(fā)車，F(xiàn)2=1表示允許直快列車發(fā)車，F(xiàn)3=1表示允許普客列車發(fā)車。根據(jù)3種列車發(fā)車的優(yōu)先級(jí)別，可列出該優(yōu)先發(fā)車的排隊(duì)邏輯電路的真值表。2邏輯表達(dá)式及化簡(jiǎn)2真值表3畫邏輯圖3例使用與非門設(shè)計(jì)一個(gè)3輸入、3輸出的組合邏輯電路。輸出F1、F2、F3為3個(gè)工作臺(tái)，由3個(gè)輸入信號(hào)A、B、C控制，每個(gè)工作臺(tái)必須接收到兩個(gè)信號(hào)才能工作：當(dāng)A、B有信號(hào)時(shí)F1工作，B、C有信號(hào)時(shí)F2工作，C、A有信號(hào)時(shí)F3工作。真值表電路功能描述1窮舉法1設(shè)A、B、C有信號(hào)時(shí)其值為1，無(wú)信號(hào)時(shí)其值為0；F1、F2、F3工作時(shí)其值為1，不工作時(shí)其值為0。根據(jù)要求，可列出該問(wèn)題的真值表。2邏輯表達(dá)式及化簡(jiǎn)23畫邏輯圖315.2中規(guī)模組合邏輯電路的應(yīng)用15.2.1編碼器二進(jìn)制編碼器實(shí)現(xiàn)編碼操作的電路稱為編碼器。3位二進(jìn)制編碼器輸入8個(gè)互斥的信號(hào)輸出3位二進(jìn)制代碼真值表邏輯表達(dá)式邏輯圖15.2.2譯碼器二進(jìn)制譯碼器把代碼狀態(tài)的特定含義翻譯出來(lái)的過(guò)程稱為譯碼，實(shí)現(xiàn)譯碼操作的電路稱為譯碼器。設(shè)二進(jìn)制譯碼器的輸入端為n個(gè)，則輸出端為2n個(gè)，且對(duì)應(yīng)于輸入代碼的每一種狀態(tài)，2n個(gè)輸出中只有一個(gè)為1（或?yàn)?），其余全為0（或?yàn)?）。二進(jìn)制譯碼器可以譯出輸入變量的全部狀態(tài)，故又稱為變量譯碼器。還有：代碼變換譯碼器、顯示譯碼器等。3位二進(jìn)制譯碼器真值表輸入：3位二進(jìn)制代碼輸出：8個(gè)互斥的信號(hào)邏輯表達(dá)式邏輯圖電路特點(diǎn)：與門組成的陣列集成二進(jìn)制譯碼器74LS138A2