《数字电子技术基础》第3章.组合逻辑电路幻灯片.ppt

第3章组合逻辑电路,3.1组合逻辑电路的分析与设计,分析逻辑电路时，首先确定电路的性质，观察输入信号是否单方向从输入流经电路到输出，不存在反馈信号。如果具备这样的性质，就是组合逻辑电路。组合逻辑电路的分析是根据给定的逻辑电路图找出其输出信号与输入信号之间的逻辑关系，从而确定逻辑功能。组合逻辑电路的分析框图如图3.1.2所示，分析步骤如下。,3.1组合逻辑电路的分析与设计,3.1.1组合逻辑电路的分析,图3.1.2组合逻辑电路分析步骤,3.1组合逻辑电路的分析与设计,3.1组合逻辑电路的分析与设计,3.1.2组合逻辑电路的设计,例3.1.4某化学实验室有化学试剂11种，编为第1至第11号，在配方时，必须遵守下列规定。（1）第2号不能与第7号同时配用。（2）第3号和第6号必须同时配用。（3）同时用第4、9号时，必须配用11号。请设计一个逻辑电路，在违反上述任何一个规定时，发出报警指示信号。解：（1）设置11种化学试剂为输入信号，2对应A，7对应B，3对应C，6对应D，4对应E，9对应F和11对应G。设置F1、F2和F3分别为违反3种规定的输出。第2号与第7号同时用对应A和B都为高电平，违反规定，输出F1为高电平。可用与门实现。第3号和第6号同时配用或都不用时，没用违反规定，输出F2为低电平。若只用第3号或第6号,则违反规定,输出F2为高电平。可用异或门实现。,3.1组合逻辑电路的分析与设计,3.1组合逻辑电路的分析与设计,3.2组合逻辑电路中的竞争冒险与消除方法,3.2.1竞争与冒险现象,3.2组合逻辑电路中的竞争冒险与消除方法,3.2组合逻辑电路中的竞争冒险与消除方法,3.2组合逻辑电路中的竞争冒险与消除方法,3.2.2冒险现象的判断,3.2组合逻辑电路中的竞争冒险与消除方法,3.2.3冒险现象的消除方法,3.2组合逻辑电路中的竞争冒险与消除方法,进程本身是并行行为，且存在于结构体中。进程内部的语句要进入进程之后才能顺序执行。进入进程是靠敏感信号发生变化的时候，称此时为“激活”进程。若敏感信号同时激活多个进程，进程是按并行行为执行的。进程语句的一般形式如下：PROCESSBEGINWAITON；UNTIL；WAITFOR；ENDPROCESS;,3.3VHDL的顺序行为,3.3.1进程语句,例3.3.2用VHDL设计一告警系统的控制电路。接收来自烟雾、红外线和湿度传感器的三个输入信号smoke、door和water。传输到报警设备的三个输出信号fire_alarm、burg_alarm、water_alarm以及使能信号en。解：VHDL程序描述如下：LIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.all;ENTITYalarmISPORT(smoke,door,water,en:INstd_logic;fire_am,burg_am,water_am:OUTstd_logic);ENDalarm;ARCHITECTUREalarm_arcOFalarmISBEGINPROCESS(smoke,door,water,en),3.3VHDL的顺序行为,3.3.2顺序行为举例,BEGINIF(smoke=1)AND(en=0)THENfire_am=1;ELSIF(door=1)AND(en=0)THENburg_am=1;ELSIF(water=1)AND(en=0)THENwater_am=1;ELSEfire_am=0;burg_am=0;water_am=0;ENDIF;ENDPROCESS;ENDalarm_arc;,3.3VHDL的顺序行为,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4.1编码器,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4典型组合逻辑电路及其应用,可以只对图3.4.1中的10个按键09编成二进制代码00001001，称这样的编码器为二十进制编码器.,。,3.4典型组合逻辑电路及其应用,。,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4.2译码器,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4典型组合逻辑电路及其应用,图3.4.15七段发光二极管显示器及发光段组合图,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4典型组合逻辑电路及其应用,在编写二进制译码器的VHDL程序的功能前，确定输入输出引脚。3线-8线译码器有3个二进制输入端，在程序实体中定义a、b、c，8个输出端定义为F0F7。对输入a、b、c的值进行译码，使输出端F0F7对应的输出有效（低电平）。3线-8线译码器还有3个选通输入端s1、s2a和s2b。只有在s1=1，s2a=0，s2b=0时，译码器才进行正常译码，否则F0F7输出均为高电平。,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4.3数据选择器,图3.4.204选1数据选择器,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4典型组合逻辑电路及其应用,表3.4.134位比较器7485功能表数,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4.4数据选择比较器,3.4典型组合逻辑电路及其应用,图3.4.28例3.4.10电路,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4.5算术运算电路,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.4典型组合逻辑电路及其应用,3.5.2PLD基本电路图,3.5可编程组合逻辑器件（PLD）,3.5.1PLD基本结构与表示方法,图3.5.3PLD连接方式,3.5可编程组合逻辑器件（PLD）,3.5可编程组合逻辑器件（PLD）,3.5.2PLD编程单元,3.5可编程组合逻辑器件（PLD）,图3.5.9叠栅型编程单元,3.5可编程组合逻辑器件（PLD）,3.5可编程组合逻辑器件（PLD）,3.5可编程组合逻辑器件（PLD）,3.5可编程组合逻辑器件（PLD）,3.5.3PLD的分类,按集成度考虑，可以分为低密度和高密度器件,或者称为简单的PLD和复杂的PLD。,3.5可编程组合逻辑器件（PLD）,3.5可编程组合逻辑器件（P