第3章 组合分析设计

1、第三章 组合逻辑电路分析与设计组合逻辑电路分析组合逻辑电路设计竞争与冒险习题3.1 组合逻辑电路分析分析步骤分析实例1分析实例2分析实例3习题与答案返回返回分析步骤：分析步骤：分析步骤：由逻辑图逐级写出各输出端的逻辑表达式化简和变换各逻辑表达式列出真值表根据真值表和逻辑表达式对电路进行分析，并确定电路的功能返回返回分析实例1&1&1&ABCDYABABCABCDDCABCDDCABABD实例1真值表、功能AB C DABCDY=ABCDY0000000011001010011001000010110110101110100001001110101101101100011

2、0101110011110功能分析：A、B中只要有一个是0且C、D不相等时输出为1返回返回分析实例2Z1=ABZ3=ABZ2=AB+ABZ1=ABZ3=ABZ2=AB+AB1&1&ABZ2Z1Z3ABABBA1实例2真值表、功能A B Z1Z2Z300010011001000111010Z1：ABZ2：A=B功能：一位比较器返回返回分析实例3电路的输出波形如图，分析功能ABCXY0 1 1 0 1 0 0 1 0 10 0 1 1 0 0 1 1 0 00 1 0 1 0 1 0 1 0 10 0 0 0 1 1 1 1 0 00 0 0 1 0 1 1 1 0 0实例3真值表

3、、功能A B C X Y0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 1表达式：CBACBACBACBAXCBACBACBACBAY功能描述： 一位全加器，A、B为加数和被加数，C是低位的进位，X是和，Y是向高位的进位。返回返回3.2 组合逻辑电路设计设计步骤设计实例1设计实例2设计实例3设计实例4习题返回返回设计步骤设计步骤：设计步骤：逻辑抽象分析问题的因果关系，确定输入输出变量定义输入输出逻辑状态的含义列真值表从真值表表写逻辑表达式化简或变换表达式画逻辑电路图返回返回设计实例1 某建筑走廊有三个

4、出入口，分别位于走廊的两头和中间，每个出入口都有一个开关控制走廊照明灯。设计一逻辑电路实现对照明灯的控制。解：输入：三个开关A、B、C，0表示断开，1表示闭合 输出：照明灯F，0表示灭，1表示亮A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 F 0 1 1 0 1 0 0 1 真值表)7 , 4 , 2 , 1 (mL表达式：（已经最简）设计实例1逻辑图&111&ABF1C&1返回返回设计实例2某工厂有A、B、C、D四台设备，每台设备用电均为10KW，它们有F和G两台发电机组供电。F发电机组的功率为10KW，G

5、发电机组的功率为20KW；四台设备不可能同时工作，但同时至少有一台工作。设计供电控制电路，既能保证设备正常工作，又节约用电。解：输入变量：A、B、C、D，1表示设备工作 输出变量：F、G，1表示发电机组工作设计实例2真值表A 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1B 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1C 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1D 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1Fd 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 dG d 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1

6、 1 1 1 d表达式：)15, 0()14,13,11, 8 , 7 , 4 , 2 , 1 (dmF)15, 0()14,13,12,11, 1 , 9 , 7 , 6 , 5 , 3(dmG设计实例2化简CBADBADCBDCACBADBADCBDCAFBDBCCDADACABGABCD0001111000011110d11111d111FABCD0001111000011110d11111d11111G设计实例2逻辑图ABCDFG返回返回设计实例3设计一个输血-受血判别电路，当输血者和受血者的血型符合下列规则时，配型成功，受血者可接受输血者提供的血液。（1）A型血可以输给A型或AB型血

7、的人；（2）B型血可以输给B或AB型血的人； （3）AB型血只能输给AB型血的人； （4）O型血可以输给A、B、AB或O型血的人。解：配型是否成功用Y表示，1成功 输血者的血型用X1、X2表示； 受血者的血型用X3、X4表示； 四种血型的编码如表：A 型00B 型01AB 型 10O 型11设计实例3真值表、表达式X1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 X2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 X3 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 X4 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Y

8、1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 真值表：表达式：)15,14,13,12,10, 6 , 5 , 2 , 0(mY设计实例3化简4214324321XXXXXXXXXXYX1X2X3X40001111000011110111111111X1X2X3X4设计实例3逻辑图X1X2X3X4Y4214324321XXXXXXXXXXY返回返回设计实例4 某公司将对符合以下条件之一的职员实行一项新政策： (1)25岁以上（含25岁）的已婚妇女； (2)25岁以下的未婚妇女； (3)25岁以下没有事故记录的未婚男子； (4) 25岁以上（含25岁）的没有事故记录的已婚男子。

9、试写出找出符合该政策条件的人的最简表达式。设计实例4分析解：设A表示年龄，A=1：25或25岁以上 A=0：25岁以下S表示性别，S=1：男性；S=0：女性M表示婚姻状况，M=1：已婚；M=0：未婚W表示事故记录，W=1：有事故记录 W=0：无事故记录F表示是否符合政策，F=1：符合；F=0不符合根据题意可写出表达式：WAMSWSMASMASAMFWAMWMASMASAMF最简表达式：返回返回3.3 竞争与冒险竞争与冒险产生原因及检查方法消除方法习题与答案返回返回1. 竞争与冒险&ABFABFABFABF1ABFABF返回返回2. 产生原因及检查方法电路中，如果后级门电路有两个输入信号

10、X和 X是经过不同路径而来，由于门电路的延迟，X和 X 不可能同时到达后级门，所以当X的状态翻转时，该门的输出就存在竞争。因此，从电路中只要能检查出某个变量及其反变量经过不同路径到达同一门电路的输入端，就可判定该电路存在竞争。从表达式讲，只要某一级的输出表达式在一定条件下能化简为X+X或XX的形式，就可判定电路中存在竞争。2m2n+11111XF=XX&2m2n+111111XF=X+X从电路检查从表达式检查CABCBAF例：例：当B=0、C=1时，F=A+A当A=1、C=1时，F=B+B所以电路中存在竞争返回返回3. 消除方法(1) 增加冗余项 例：例： F=A B+B C当A=1、C=0时，F=B+B11 11ABC0100 01 11 10F=A B+B C+A C当A=1、C=0时，F=1不会产生竞争消除方法(2) 在输出端连接滤波电路，滤除由竞争产生的高频 信号。(3) 利用选通脉冲避开险象返回返