[课件]数字逻辑第四章组合逻辑电路
130页1、1,第四章 组合逻辑电路,4.1 组合逻辑电路的分析,4.2 组合逻辑电路的设计,4.3 典型组合逻辑电路的设计,4.4 组合逻辑电路的险象,2,数字电路分为两大类,1、组合逻辑电路,2、时序逻辑电路,任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入组合,而与输入信号作用前电路的原状态无关(与过去的输入无关)。,任意时刻的输出不仅仅与该时刻的输入有关,而且还与电路的原状态有关(与过去的输入有关)。,3,组合逻辑电路的特点,(1)电路由逻辑门构成,无记忆元件;,(2)输入信号是单向传输,一般无反馈。,4,4.1 组合逻辑电路的分析,分析步骤,5,例1:试分析电路,结论:该电路实现两个输入信号的异或逻辑。,6,例2:设A=A1A0、B=B1B0均为二位的二进制数。试分析电路,7,若 A1= B1 ,A0= B0 , 则 F=1,若 A1B1 ,A0 B0,A1= B1 ,A0 B0,A1B1 ,A0 = B0,由分析可知:这是一个判断两位二进制数是否相等的电路。,8,例3: 试分析电路,9,由真值表可知:ABC取值一致时,F=1;否则F=0。,的真值表为:,结论:该电路为“一致电路”。,10,4.2
2、组合逻辑电路的设计,设计步骤,1、逻辑抽象,2、逻辑赋值,定义逻辑状态的含义,即以“0”、“1”分别表示输入和输出的不同状态。,3、根据因果关系列出真值表,分析事件的因果关系,确定输入变量和输出变量。,5、画出逻辑电路图,4、化简或变换后,得到逻辑函数表达式,11,例1: 试设计一个三变量的判奇电路(奇数个1)。,1、逻辑抽象 及 2、逻辑赋值,由题设可知:三个输入变量A、B、C,分别取值为“0”和“1”;一个输出变量F,当输入变量A、B、C为奇数个1时,F为“1”,否则F为“0”。,0 0 0 0,0 0 1 1,0 1 0 1,0 1 1 0,1 0 0 1,1 0 1 0,1 1 0 0,1 1 1 1,3、列出真值表,4、化简,12,5、画出逻辑电路图,13,例2: 试设计一个对8421BCD码的检测电路,当对应的十进制数3X6时输出F=1,否则F=0。,1、逻辑抽象 及 2、逻辑赋值,由题设可知:一个8421BCD码是4位表示数字09。,3、列出真值表,定义4个输入变量A、B、C、D分别表示8421BCD码的第0位到第3位,取值分别为“0”和“1”;,定义一个输出变量F,当8
3、421BCD码为3X6时,F=1,当8421BCD码为0X2或7X9时,F=0,当8421BCD码为10X15时,F为不确定,F=d。,14,15,4、化简,16,5、画出逻辑电路图,17,例3:用或非门设计一个组合逻辑电路,用于判别四位二进制数对应的十进制数是否是5的整数倍。若是,则F=1,否则F=0。,设用B4B3B2B1表示四位二进制数,因此定义4个输入变量B4、B3、B2、B1,分别取值“0”和“1”。,1、逻辑抽象 及 2、逻辑赋值,定义一个输出变量F,四位二进制数B4B3B2B1是5的整数倍,则F=1,否则F=0。,3、列出真值表,18,19,4、化简,20,5、画出逻辑电路图,21,若输入不提供反变量,可直接用“非”门获得反变量,但若反变量较多时,就很不经济。因此常用替代法来实现。,例:,22,从上例可见,当输入不提供反变量时,可以合并“与或”式中具有相同原变量因子的“与”项,以减少式中的“与”项及非号。即把函数表达式整理成:,在此基础上,通过确定 的公用替代尾因子,可进一步减少“非”号。所谓替代尾因子就是将头部因子插入其尾部因子以形成扩大的尾部因子。,23,如:,其中,
4、 、 、 都是尾部因子 的替代因子。选择替代尾因子的目的是令其为多个 共用,以减少总的“非”号。,24,(3) 当有n个替代尾部因子可供选用时,应选择其中最简单的一个。,(2) 替代尾部因子至少要能替代两个或两个以上的原有尾部因子。,(1) 用替代尾部因子取代原尾部因子后,Ei的逻辑值不变。,确定替代尾因子的原则,25,(a) 求出函数的最简“与或”式。,用替代法(代数变换法)设计无反变量输入的“与非”逻辑电路的步骤为:,(c) 选择合适的替代尾部因子。,26,例:,27,4.3 典型组合逻辑电路的设计,一、半加器(Half Adder),0 0 0 0,0 1 1 0,1 0 1 0,1 1 0 1,4.3.1 基本运算电路,28,二、全加器(Full Adder),1 1 1 1 1,0 0 0 0 0,0 0 1 1 0,0 1 0 1 0,0 1 1 0 1,1 0 1 0 1,0 0 1 0,1 1 0 0 1,1、用逻辑门构成全加器,29,30,31,32,2、集成全加器,集成全加器74183的引脚图如下所示:,这种双全加器具有独立的全加和与进位输出,这样每个全加器既可单独
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