组合逻辑电路

1、第四章第四章组合逻辑电路组合逻辑电路 逻辑电路分类逻辑电路分类 逻辑电路逻辑电路组合逻辑电路组合逻辑电路时序逻辑电路时序逻辑电路现时的输出仅取现时的输出仅取决于现时的输入决于现时的输入除与现时输入有除与现时输入有关外还与原状态关外还与原状态有关有关13 组合逻辑电路的特点：组合逻辑电路的特点： 在任一时刻，输出信号只取决于各输入信号的在任一时刻，输出信号只取决于各输入信号的组合，而与该时刻前的输入信号无关。组合，而与该时刻前的输入信号无关。 电路结构：电路结构： 由各种逻辑门电路组成，输入与输出之间没有由各种逻辑门电路组成，输入与输出之间没有反馈途径，无记忆单元。包括单输出与多输出反馈途径，无

2、记忆单元。包括单输出与多输出组合逻辑电路组合逻辑电路 实例：实例： 编码器、译码器、加法器、比较器等。编码器、译码器、加法器、比较器等。4.2 4.2 组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析 特点特点: :某一时刻的输出状态仅由该时刻电路的某一时刻的输出状态仅由该时刻电路的输入信号决定输入信号决定, , 而与该电路在此输入信号之前而与该电路在此输入信号之前所具有的状态无关。所具有的状态无关。 组合逻辑电路组合逻辑电路：用各种门电路组成的，用于：用各种门电路组成的，用于实现某种功能的复杂逻辑电路。实现某种功能的复杂逻辑电路。化简化简得出结论（逻辑功能）。得出结论（逻辑功能）。组合逻辑电路图组合逻辑

3、电路图写出逻辑表达式写出逻辑表达式分析法：分析法： 组合逻辑电路分析组合逻辑电路分析 1、由给定的逻辑图写出逻辑关系表达、由给定的逻辑图写出逻辑关系表达式。式。分析步骤：分析步骤：2、用逻辑代数或卡诺图对逻辑代数进、用逻辑代数或卡诺图对逻辑代数进行化简。行化简。3、列出输入输出状态表并得出结论。、列出输入输出状态表并得出结论。电路电路 结构结构输入输出之间输入输出之间的逻辑关系的逻辑关系例例1 1：&ABYABAABBABY=AAB BAB=AAB + BAB=AAB + BAB=AB (A + B)= (A+B) (A+B)= 0+AB+AB +0异或门异或门组合逻辑电路的分析组合逻

4、辑电路的分析=AB+AB例例2：分析下图的逻辑功能。：分析下图的逻辑功能。 &ABFABABBA BABA BABAF BABABABA 11组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析ABF001010100111真值表真值表相同为相同为“1”不同为不同为“0”同或门同或门=1BAF = =F=AB+AB=A B组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析例例3：分析下图的逻辑功能：分析下图的逻辑功能 。 =101被封锁被封锁11&AMB1F组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析&AMB1F=010被封锁被封锁1二选一电路二选一电路组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析Y=AMBM =

5、AM+BMM=1( (高电平）：高电平）： Y=AM=0( (低电平）：低电平）： Y=B数据选择器数据选择器上图功能：二选一电路。上图功能：二选一电路。组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析例例4：分析图下图的逻辑功能：分析图下图的逻辑功能. 组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析功能：功能： 判一致电路判一致电路真值表真值表ABCF00001111001100110101010110000001组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析例例5 分析图示逻辑分析图示逻辑电路的逻辑功能。电路的逻辑功能。解：解：1）写出输出端）写出输出端S、C的逻辑表达式的逻辑表达式S=Z2Z3=A+ + BC=Z1=A

6、B2）列真值表）列真值表3）电路逻辑功能）电路逻辑功能半加器半加器&1&ASCBG1G2G3G4G5Z1Z2Z3输输 入入 输输 出出ABCS0000010110011110组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析4.3 4.3 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计4.3.1 4.3.1 设计方法步骤设计方法步骤根据题意列真值表根据题意列真值表逻辑式逻辑式化简化简卡诺图卡诺图化简化简画逻辑电路图画逻辑电路图写最简逻辑式写最简逻辑式例例1 1: 交通灯故障监测逻辑电路的设计。交通灯故障监测逻辑电路的设计。红灯红灯R R黄灯黄灯Y Y绿灯绿灯G G单独亮单独亮正常正常黄、绿同时亮黄、绿

7、同时亮正常正常其它情况其它情况不正常不正常4.3.2 4.3.2 设计举例设计举例组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计RYGRYG单独亮单独亮正常正常黄、绿同时亮黄、绿同时亮正常正常其他情况其他情况不正常不正常RYG000011111011110000Z= RYG+RG+RYZ= RYG+RG+RY组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计R Y G Z 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1、列真值表、列真值表 2 2、卡诺图、卡诺图化简化简RYRYRGRG3 3、写最简逻辑式、写最简逻辑式设设：灯亮为

8、：灯亮为“1”1”，不亮为，不亮为“0”0”，正常为正常为“0”0”，不正常为，不正常为“1”1”。例例1 14 4、用基本逻辑门构成逻辑电路用基本逻辑门构成逻辑电路Z= RYG+ RG+ RYZ= RYG+ RG+ RYR RY YG G& &1 11 11 1& & & 1 1Z Z 若要求用若要求用与非门与非门构成构成逻辑电路呢？逻辑电路呢？组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计5 5、用与非门构成逻辑电路、用与非门构成逻辑电路=RYG + RG + RY=RYG + RG + RY = RYG = RYG RG RG RY RYZ= RYG+ RG

9、+ RYZ= RYG+ RG+ RYR RY YG G& &1 11 11 1& & &Z Z& &( (利用反演定理利用反演定理A+B=AA+B=A B , A+B+C=AB , A+B+C=A B B C)C)组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计例例2 2 课本例课本例4.44.4设计一个三人表决逻辑电路，要求设计一个三人表决逻辑电路，要求: : 三人三人A A、B B、C C各控制一个按键，按下为各控制一个按键，按下为“1”1”，不按为，不按为“0”0”。多数（。多数（ 2 2）按下为通过。通过时按下为通过。通过时L L1 1，不通

10、过不通过L L0 0。用与非门实现。用与非门实现。L LA AB BC C+5V+5V要设计要设计的逻辑的逻辑电路电路组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计A B C L 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 A ABCBC0000111110111100002 2、用画卡诺图化简、用画卡诺图化简L= AC + BC + ABL= AC + BC + AB3 3、 写出最简写出最简“与或与或”式式1 1、列真值表、列真值表BCBCACACABAB组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计4 4、用与非门实现逻辑电

11、路、用与非门实现逻辑电路L=AB +AC +BC L=AB +AC +BC = AB = AB AC AC BC BC& & & & &A AB BC CL L& &组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计例例3 3 课本例课本例4.54.5四舍五入功能四舍五入功能例例4 课本例课本例4.6由波形图画逻辑图由波形图画逻辑图步骤：写出真值表步骤：写出真值表 卡诺图化简卡诺图化简 写出逻辑表写出逻辑表达式达式 画出逻辑电路画出逻辑电路组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计例例5：课本例：课本例4.7多端输出例子多端输出例子解：解：1）列真值表）列真

12、值表ABCFAFBFC0000010100111001011101110 0 00 0 10 1 00 1 01 0 01 0 01 0 01 0 02）写出逻辑表达式）写出逻辑表达式FA=A；FB=AB=AB；FC=ABC3）画出逻辑图）画出逻辑图1&111ACBFAFBFC组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计1、首先指明逻辑符号取首先指明逻辑符号取“0”、“1”的含义的含义四四个按键个按键A、B、C、D按下时为按下时为“1”，不按时为，不按时为“0”。四个指示灯为。四个指示灯为L1,L2,L3,L4,灯亮为灯亮为“1”，灯灭位灯灭位“0”。2、根据题意列出逻辑状态表根据题意列出逻辑

13、状态表。医院优先照顾重患者的呼唤电路。设医院某医院优先照顾重患者的呼唤电路。设医院某科有科有1，2，3，4间病房，患者按病情由重至间病房，患者按病情由重至轻依次住进轻依次住进1-4号病房。号病房。例例6: 与例与例5类似类似组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计ABCDL1L2L3L41xxx100001xx0100001x001000010001BAL2 CBAL3 DCBAL4 AL1 3.由逻辑状态表写出逻辑式由逻辑状态表写出逻辑式逻辑状态表逻辑状态表组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计4.由逻辑式画出逻辑图由逻辑式画出逻辑图BAL2 CBAL 3DCBAL4 AL1 3.由逻辑状态表写出

14、逻辑式由逻辑状态表写出逻辑式L1&ABCDL4L3L2组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计例例7：课本例：课本例4.8多端输出例子多端输出例子 思路：直接给出各输出端的最小项表达式，思路：直接给出各输出端的最小项表达式，可先用卡诺图化简表达式，再画逻辑图。可先用卡诺图化简表达式，再画逻辑图。 步骤：步骤：1）画各输出项的卡诺图）画各输出项的卡诺图2）写出各输出项的最简逻辑表达式）写出各输出项的最简逻辑表达式3）画出逻辑电路）画出逻辑电路 思考：如何用与非门实现？思考：如何用与非门实现？组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计某工厂有某工厂有A,B,C三个车间和一个自备电站，站内有两三个车间

15、和一个自备电站，站内有两台发电机台发电机G1 和和G2。G1 的容量是的容量是G2的两倍。如果一个的两倍。如果一个车间开工，只需车间开工，只需G2运行即可满足要求；如果两个车间运行即可满足要求；如果两个车间开工，只需开工，只需G1运行；如果三个车间同时开工，则运行；如果三个车间同时开工，则G1和和G2均需运行。均需运行。例例81、首先指明逻辑符号取首先指明逻辑符号取“0”、“1”的含义的含义A、B、C分别表示三个车间的开工状态：开工分别表示三个车间的开工状态：开工为为“1”，不开工为，不开工为“0”；G1和和G2运行为运行为“1”，不运行为，不运行为“0”。2、根据题意列出逻辑状态表根据题意列

16、出逻辑状态表。组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计逻辑状态表逻辑状态表3.由逻辑状态表写出逻辑式由逻辑状态表写出逻辑式ABCCABCBABCAG1ABCCBACBACBAG2 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计3.由逻辑状态表写出逻辑式由逻辑状态表写出逻辑式ABCCABCBABCAG1 ABCCBACBACBAG2 ABCCBACBACBAG2 CABCABCABCABCABCABG1 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计4.由逻辑式画出逻辑图由逻辑式画出逻辑图&ABCABCG1G2组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计例例9：某单位举办军民联欢晚会，军人持某单位举办军民联欢晚会，军人持红票入场，群众持黄票入场，持绿票者红票入场，群众持黄票入场，持绿票者军民均可入场。试画出实现此要求的逻军民均可入场。试画出实现此要求的逻辑图。辑图。 解：本题需三个输入变量，用解：本题需三个输入变量，用A、B、C表示。表示。 A=1 军人，军人，A=0 群众群众 B=1 红票，红票，B=0 黄票黄票 C=1 绿票，绿票，C=0 无绿票无绿票 输出输出Y=1 可入场，可入场，Y=0 不能入场不能入场 （1）列出真值表如下）列出真值表如下组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计（1 1）真值表真值表A（人）（