数字电子技术基础第3章数字电子技术基础
89页1、(3-1),数字电子技术基础,(3-2),第3章 组合逻辑电路,(3-3),第3章 组合逻辑电路,概述 3.1 组合电路的基本分析方法和设计方法 3.2 加法器和数值比较器 3.3 编码器和译码器 3.4 数据选择器和分配器 3.5 用中规模集成电路实现组合逻辑函数 3.6 只读存储器 3.7 组合电路中的竞争冒险,(3-4),一、组合逻辑电路的特点 逻辑功能的特点:任意时刻的稳定输出仅仅取决于当时的输入信号,而与电路原来的状态无关。 组合逻辑电路的一般结构如图所示。,组合逻辑电路的概述,电路结构的特点: 1、由门电路组合而成,不包含任何记忆元件; 2、信号是单向传输的,不存在输出到输入的反馈回路。,数字逻辑电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路,(3-5),二、组合电路逻辑功能的表示方法 用来表示逻辑函数的几种方法逻辑图、真值表、卡诺图、逻辑表达式及时间图等,都可以用来表示组合电路的逻辑功能。,三、组合逻辑电路的分类 1、按照逻辑功能特点不同划分:加法器、比较器、编码器、译码器、数据选择器和分配器、只读存储器等。 2、按照使用基本开关元件不同划分:CMOS、TTL等。 3、按照集成度不同
2、划分:SSI(Small Scale IC,小规模集成电路 )、MSI (Medium Scale IC,中规模集成电路 ) 、LSI (Large Scale IC,大规模集成电路 ) 、VLSI (Very Large Scale IC,超大规模集成电路 )等。,(3-6),3.1 组合电路的基本分析方法和设计方法,一、分析方法 根据给定的逻辑图写出输出函数的逻辑表达式。 化简逻辑表达式,求出输出函数的最简与或表达式。 列出输出函数的真值表。 描述电路的逻辑功能。,所谓组合逻辑电路的分析,就是根据给定的逻辑电路图,求出电路的逻辑功能。,3.1.1 组合电路的基本分析方法,给定组合逻辑电路,写输出逻辑表达式,化简,分析其功能,列出真值表,分析其功能,(3-7),二、分析举例:,解 : 、根据逻辑图写输出逻辑表达式并化简,1:组合逻辑电路如图,试分析其逻辑功能。,、根据逻辑表达式列真值表,、由真值表分析逻辑功能,当AB相同时,输出为0,当AB相异时,输出为1,异或功能。,(3-8),分析举例2:分析图中所示电路的逻辑功能,输入信号A、B、C、D是一组二进制代码。,解,1. 逐级写输出函
3、数的逻辑表达式,W,X,3. 列真值表,A B C D,A B C D,Y,Y,0 0 0 0,0 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 0 0 0,1 0 0 1,1 0 1 0,1 0 1 1,1 1 0 0,1 1 0 1,1 1 1 0,1 1 1 1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,4. 功能说明:,当输入四位代码中 1 的个数为奇数时输 出为 1,为偶数时输出为 0 检奇电路。,(3-9),解:、根据逻辑图写输出逻辑表达式,练习:1、组合逻辑电路如图,试分析其逻辑功能。,、化简逻辑表达式,电路的输出Y只与输入A、B有关,而与输入C无关。Y和A、B的逻辑关系为与非运算的关系。,、电路的逻辑功能,(3-10),2:试分析图示电路的逻辑功能。,解: 第一步:由逻辑图可以写输出F的逻辑表达式为:,(3-11),第二步:原式可变换为,第四步:确定电路的逻辑功能。 由真值表可知,三个变量输入,只有两个及两个以上变量取值为1时,输出才为1。可见电路可实现多数表决逻辑功能。,第三步:列
4、出真值表如表所示。,(3-12),3.1.2 组合电路的基本设计方法,一、设计方法 根据要求,设计出适合需要的组合逻辑电路应该遵循的基本步骤,可以大致归纳如下: 1、进行逻辑抽象 分析设计要求,确定输入、输出信号及它们之间的因果关系。 设定变量,即用英文字母表示有关输入、输出信号,表示输入信号者称为输入变量,有时也简称为变量,表示输出信号者称为输出变量,有时也称为输出函数或简称函数。,组合逻辑功辑电路的设计是根据给定的实际逻辑问题,求出实现其逻辑功能的逻辑电路。,(3-13),状态赋值,即用0和1表示信号的有关状态。 列真值表。根据因果关系,把变量的各种取值和相应的函数值,以表格形式一一列出,而变量取值顺序则常按二进制数递增排列,也可按循环码排列。 2、进行化简 输入变量比较少时,可以用卡诺图化简。 输入变量比较多用卡诺图化简不方便时,可以用公式法化简。 3、画逻辑图 变换最简与或表达式,根据所用元器件(分立元件 或 集成芯片)的情况将函数式进行化简。求出所需要的最简式。 根据最简式画出逻辑图。,(3-14),二、设计举例,例1:试设计一个三人多数表决电路,要求提案通过时输出为1,否则
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