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文档简介
组合逻辑电路设计-题目第一页,共34页。例1.设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路,每一组信号灯由红黄绿三盏灯组成。正常情况下,任何时刻总有一盏灯电量,且仅有一盏灯点亮。而出现其他五种点亮状态时,电路发生故障,这时要求发出故障信号,以提醒工程师维护。分析设计:输入变量应为红黄绿;输出为故障状态。发生故障时报警,输出高电平=1。以下为故障状态,共5种。第二页,共34页。定义输入变量和输出变量以等的两与灭定义为输入变量,灯亮时为高电平,灯灭时为低电平;如果电路工作状态不正常,报警输出高电平。(2)真值表红黄绿输出报警信号00000010010001111000101111011111第三页,共34页。(3)画出卡诺图YGR000111100110110101第四页,共34页。例题2.试分析如图所示的组合逻辑电路的功能。ABG1G2G4G5G3Z1Z2Z3CS第五页,共34页。解:(1)推出逻辑表达式(2)对该逻辑表达式进行化简第六页,共34页。(3)根据化简后的逻辑表达式列出真值表A
BS
C0001101100101001真值表(4)分析逻辑功能
S为两加数相加后的一位和、C为两加数相加后的进位值。可见,该电路实现了加法器的功能。由于这种加法器不计低位来的进位,所以称“半加器”。第七页,共34页。例3.根据表1所示的真值表,设计逻辑电路。输入输出ABCY00000011010001101001101111011111第八页,共34页。JHR[解](1)根据真值表写出输入和输出的逻辑关系其方法是:变量取值为1时,用原变量表示;取值为0时,用反变量表示,将输出为1的项相加即为逻辑表达式。(2)化简逻辑表达式ABC第九页,共34页。JHR化简得:(3)由化简后的逻辑函数表达式画出逻辑电路图用与非门来实现:ACBY第十页,共34页。例4.设计一个投票表决器,三个投票人分别为A、B、C,按规定只要二人以上同意才能通过。解:设投同意票为“1”表示,不同意票为“0”;输出为“1”表示通过,为“0”表示不通过。第一步:由逻辑关系列出真值表第十一页,共34页。JHR真值表第二步:由真值表写出逻辑函数表达式第十二页,共34页。第三步:化简逻辑函数表达式◆用卡诺图化简第十三页,共34页。JHR◆用代数法化简如下第十四页,共34页。第四步由化简后的逻辑表达式画出逻辑电路图F高电平时,三极管导通,灯亮;低电平时三极管截止,灯灭。第十五页,共34页。例5.某汽车驾驶员培训班进行结业考试。有三名评判员,其中A为主评判员,B、C为副评判员。评判时按少数服从多数原则,但若主评判认为合格,也可通过。试用与非门构成逻辑电路实现评判的规定。解:(1)根据逻辑设计要求,设定三个输入变量A、B、C,并规定如下:主评判A意见:副评判B意见:A=1认为合格A=0认为不合格B=1认为合格B=0认为不合格第十六页,共34页。副评判C意见:C=1认为合格C=0认为不合格Y=1认为通过Y=0认为不通过设输出变量Y:(2)列真值表第十七页,共34页。真值表(3)根据真值表写出逻辑表达式(4)用卡诺图化简第十八页,共34页。(5)画出逻辑电路图第十九页,共34页。JHR例6.设计一个血型配对指示器。输血时供血者和受血者的血型配对情况如图所示,即(1)同一血型之间可以相互输血;(2)AB型受血者可以接受任何血型的输出;(3)O型输血者可以给任何血型的受血者输血。要求当受血者血型与供血者血型符合要求时绿指示灯亮,否则红指示灯亮。第二十页,共34页。解:(1)根据逻辑要求设定输入、输出变量。用变量XY表示供血者代码。MN表示被输血者代码。代码设定如下
XY=00
A型MN=00
A型
01
B型01
B型
10
AB型10
AB型
11
O型11
O型设F1表示绿灯,F2表示红灯,依题意,可列出逻辑真值表。第二十一页,共34页。JHR(2)列出真值表(3)写出逻辑函数表达式F1=∑m(0,2,5,6,10,12,13,14,15)(4)化简逻辑函数表达式第二十二页,共34页。JHR第二十三页,共34页。又F2=∑m(1,3,4,7,8,9,11)第二十四页,共34页。由此得到:第二十五页,共34页。设输入既有原变量又有反变量第二十六页,共34页。
例7有一火灾报警系统,设有烟感、温感、紫外光感三种不同类型的火灾探测器。为了防止误报警,只有当其中有两种或两种以上类型的探测器发出火灾探测信号时,报警系统才产生报警控制信号,试设计产生报警控制信号的电路。[解](1)根据逻辑要求设置逻辑输入、输出变量。用A、B、C分别代表烟感、温感、紫外光感三种探测器的探测输出信号,作为报警控制电路的输入变量,以“1”表示高电平,“0”表示低电平,高电平表示有火灾报警,低电平表示无火灾报警;第二十七页,共34页。
F为报警控制电路的输出,以“1”表示高电平,“0”表示低电平,同样高电平表示有火灾报警,低电平表示无火灾报警。(2)列出逻辑真值表由真值表可得逻辑函数表达式:第二十八页,共34页。
(3)利用卡诺图化简第二十九页,共34页。(4)画出逻辑电路图ABCF用与非门实现逻辑电路图第三十页,共34页。输入使能端输入输出扩展使能输出1××××××××111110111111111111000×××××××00001010××××××001010110×××××0100101110××××01101011110×××100010111110××1010101111110×110010111111101110174LS148功能表第三十一页,共34页。三、优先编码器:是指当多个输入同时有信号时,电路只对其中优先级别最高的信号进行编码。例
电话室有三种电话,按由高到低优先级排序依次是火警电话,急救电话,工作电话,要求电话编码依次为00、01、10。试设计电话编码控制电路。
解:(1)根据题意知,同一时间电话室只能处理一部电话,假如用A、B、C分别代表火警、急救、工作三种电话,设电话铃响用1表示,铃没响用0表示。当优先级别高的信号有效时,低级别的则不起作用,这时用×表示;用Y1,Y2表示输出编码。第三十二页,共34页。(2)列真值表:真值表如表3所示。真值表
输
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