數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)組合邏輯電路

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1、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)第四章組合邏輯電路§4.1概述§4.2組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法§4.3若干常用的組合邏輯電路§4.4組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)-冒險(xiǎn)現(xiàn)象*§4.5用Multisim7分析組合邏輯電路內(nèi)容提要本章的主要內(nèi)容有：1、組合邏輯電路在電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能上的特點(diǎn)；2、組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法；3、常用的中規(guī)模集成組合邏輯器件的應(yīng)用；4、競(jìng)爭(zhēng)-冒險(xiǎn)現(xiàn)象及其成因。組合邏輯電路時(shí)序邏輯電路功能：輸出只取決于當(dāng)前的輸入邏輯電路組成：門電路功能：輸出取決于當(dāng)前的輸入原來的狀態(tài)組成：門電路記憶元件(觸發(fā)器)4.1概述一、組合邏輯電路的特點(diǎn)二、邏輯功能的描述電路的邏輯功能可

2、以通過邏輯圖來表示，但更直觀的方式是通過邏輯函數(shù)式和真值表來表達(dá)邏輯電路的功能。圖4.1.1的邏輯表達(dá)式如下：S=(A?B)?CICO=(A?B)CI+AB圖4.1.1組合邏輯電路實(shí)例n個(gè)輸入變量，m個(gè)輸出變量，其邏輯關(guān)系可以用一組邏輯函數(shù)式表示:…圖4.1.2組合邏輯電路的框圖分析：設(shè)計(jì)：給定邏輯圖得到邏輯功能分析給定邏輯功能畫出邏輯圖設(shè)計(jì)組合邏輯電路的研究?jī)?nèi)容：4.2組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法1、由給定的邏輯圖逐級(jí)寫出邏輯函數(shù)式。2、對(duì)邏輯式進(jìn)行化簡(jiǎn)：3、列真值表；卡諾圖化簡(jiǎn)法公式化簡(jiǎn)法分析步驟：4、根據(jù)真值表和邏輯表達(dá)式，確定邏輯功能。4.2.1組合邏輯電路的分析

3、方法逐級(jí)寫邏輯式法&&&&ABSC112345一、逐級(jí)寫邏輯式：例1：分析下圖的邏輯功能。二、對(duì)邏輯式進(jìn)行化簡(jiǎn)：（德?摩根定理）（德?摩根定理）三、列真值表：輸入輸出ABSC00011011邏輯式：三、列真值表：00101001輸入輸出ABSC00001101真值表：01101010四、確定邏輯功能：半加器：兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)相加，只求本位和，不考慮低位的進(jìn)位信號(hào)。邏輯功能：半加器1例2：分析下圖的邏輯功能。01被封鎖1=1BMF&&&A1=010被封鎖1特點(diǎn)：M=1時(shí)選通A路信號(hào)；M=0時(shí)選通B路信號(hào)。M&&&AB1F邏輯功能：2選1數(shù)據(jù)選擇器。例4.2.1試分析圖4.2.1

4、電路的邏輯功能，指出該電路的用途。輸入變量ABCD輸出變量Y2、Y1、Y01:由邏輯圖寫函數(shù)式并化簡(jiǎn)2:寫出真值表并分析規(guī)律11121314156789100123453:確定邏輯功能★本電路的功能是：判別輸入的4位二進(jìn)制數(shù)數(shù)值的范圍。當(dāng)輸入?5時(shí)Y0為1；6?輸入?10時(shí)Y1為1；11?輸入?15時(shí)Y2為1。設(shè)計(jì)步驟：一、由邏輯問題抽象出邏輯功能，列出真值表；4.2.2組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)要求：得到最簡(jiǎn)邏輯電路。1.分析事件的因果關(guān)系，確定輸入變量和輸出變量。通常把引起事件的原因定為輸入變量，而把事件的結(jié)果作為輸出變量?！白詈?jiǎn)”是指電路所用的器件數(shù)最少，器件的種類最少

5、，器件之間的連線也最少。3.根據(jù)給定的因果關(guān)系列出邏輯真值表。二、寫出邏輯函數(shù)式三、選定器件的類型可以用小規(guī)模集成門電路組成相應(yīng)的邏輯電路，也可以用中規(guī)模常用組合邏輯器件或可編程邏輯器件等構(gòu)成相應(yīng)的邏輯電路。2.定義邏輯狀態(tài)的含義——邏輯賦值。四、將邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)或變換成適當(dāng)?shù)男问皆谑褂眯∫?guī)模集成門電路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，為獲得最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)結(jié)果，需將函數(shù)式化成最簡(jiǎn)形式。在使用中規(guī)模芯片設(shè)計(jì)時(shí)，需要把函數(shù)式變換為與芯片表達(dá)式相應(yīng)的形式，以便使用最少的器件和最簡(jiǎn)單的連線接成所要求的邏輯電路。用可編程器件設(shè)計(jì)的方法將在后面講敘。五、根據(jù)化簡(jiǎn)或變換后的邏輯表達(dá)式，畫出邏輯電路的連接圖六、工藝設(shè)

6、計(jì)為了把邏輯電路實(shí)現(xiàn)為具體的電路裝置，還要作一系列的工藝設(shè)計(jì)工作。如抗干擾問題、帶負(fù)載問題、電源、面板、機(jī)箱設(shè)計(jì)等問題。邏輯問題邏輯真值表邏輯函數(shù)式選定器件類型函數(shù)式化簡(jiǎn)邏輯電路圖函數(shù)式變換用MSI或PLD實(shí)現(xiàn)用SSI實(shí)現(xiàn)圖4.2.2組合電路設(shè)計(jì)過程邏輯電路圖設(shè)計(jì)舉例例4.2.2設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)視交通信號(hào)燈工作狀態(tài)的邏輯電路。每一組信號(hào)燈由紅、黃、綠三盞燈組成，正常工作情況下，任何時(shí)刻必有一盞燈點(diǎn)亮，而且只允許有一盞燈點(diǎn)亮。而當(dāng)出現(xiàn)其他五種點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)，電路發(fā)生故障，這時(shí)要求發(fā)出故障信號(hào)，以提醒維護(hù)人員前去修理。一、邏輯抽象,列真值表將紅、黃、綠燈的狀態(tài)表示為R、A、G輸入變量，故障

7、信號(hào)輸出變量以Z表示，燈亮為1，燈滅為0，列出真值表：二、寫函數(shù)式并化簡(jiǎn)Z=RAG+RA+RG+AG三、選擇SSI器件實(shí)現(xiàn)選擇與非門、或非門、與或非門等SSI器件來實(shí)現(xiàn)上面的邏輯例如選擇與非門來實(shí)現(xiàn)，則將函數(shù)形式轉(zhuǎn)換為與非-與非式即可。四、畫邏輯圖例2：設(shè)計(jì)三人表決電路。每人一個(gè)按鍵（A、B、C），如果同意則按下，不同意則不按。結(jié)果用指示燈表示，多數(shù)同意時(shí)指示燈亮，否則不亮。1.邏輯賦值：2.根據(jù)題意列出真值表。真值表三個(gè)按鍵A、B、C按下時(shí)為’1’，不按時(shí)為’0’。輸出是F，指示燈亮為’1’，否則為’