第七章门电路和组合逻辑电路60课件

第七章门电路和组合逻辑电路延时符第二节组合逻辑电路第二节组合逻辑电路任务一、组合逻辑电路分析任务二、组合逻辑电路设计一、组合逻辑电路分析

根据逻辑功能特点的不同，数字电路可分为组合逻辑电路（简称组合电路）和时序逻辑电路（简称时序电路）两大类，两种电路在逻辑功能以及电路结构上有着很大差别。如果一个数字逻辑电路在任何时刻的输出状态只取决于该时刻的输入状态，而与电路原来的输出状态无关，该电路称为组合逻辑电路.一、组合逻辑电路分析

一、组合逻辑电路分析…组合逻辑电路…X1X2

XnF1F2

Fm由图7-可以看出，输出变量的值只与当前时刻的输入有关。组合逻辑电路最基本的逻辑单元是门电路，其电路特点为电路的输入与输出之间无反馈途径，电路中也不包含可存储信号的记忆单元。一、组合逻辑电路分析组合逻辑电路的分析指根据给定的逻辑电路（逻辑图），运用逻辑电路运算规律，确定其逻辑功能的过程。分析组合逻辑电路的主要目的是判断所给组合逻辑电路的逻辑功能是否符合要求。一、组合逻辑电路分析（一）基本分析方法1.写逻辑表达式根据给定的逻辑电路（逻辑图）写出各输出端的逻辑表达式。2.化简运用公式法或卡诺图法将逻辑表达式化简，化简所得到的的逻辑表达式更加简单明了。3.列真值表根据化简以后的逻辑表达式列出真值表。

4.功能判断分析真值表判断所给电路的逻辑功能。（二）分析举例

例7-1请根据图7-所示逻辑图分析其逻辑功能。一、组合逻辑电路分析≥1

1

&

1

&

Z1

Z2

Z

A

B

一、组合逻辑电路分析

一、组合逻辑电路分析3.写真值表根据逻辑表达式，将输入变量A、B按照二进制数递增的顺序进行组合取值，将所有取值带入逻辑表达式中得出相应的输出变量Z的值，列出真值表，如表7-所示：ABZ000011101110一、组合逻辑电路分析4.功能判断分析真值表可知，当输入变量A、B取值相同时，输出变量Z为0；当输入变量A、B取值不同时，输出变量Z为1。该电路的逻辑功能为输入相同输出为0，输入相反输出为1，故该电路应为“异或”电路。“异或”电路，是构成加法器的基础，可实现基本的加法运算。一、组合逻辑电路分析例7-2请根据图7-所示组合逻辑电路图分析其逻辑功能。Y

&

&

&

&

≥1

A

B

C

Z1

Z2

Z3

Z

一、组合逻辑电路分析

一、组合逻辑电路分析

一、组合逻辑电路分析3.列真值表，如表7-所示：ABCY00010010010001101000101011001111一、组合逻辑电路分析4.功能判断分析真值表可知，当输入变量A、B、C取值相同时，输出变量Y为1；当输入变量A、B、C取值不同时，输出变量Y为0。故该电路的逻辑功能是检测三输入信号是否一致的电路，即判不一致电路，当输入信号一致时，输出1；当输入信号不一致时，输出0。二、组合逻辑电路设计组合逻辑电路的设计过程，与分析过程相反。组合逻辑电路的设计是根据给定的实际逻辑问题，按照要求求出实现其逻辑功能的最合理、经济和实用的逻辑电路。在设计的过程中应尽可能减少所用门电路种类和数量，使电路达到最简单、更实用、成本更低。

二、组合逻辑电路设计（一）基本设计步骤

1.状态赋值

根据设计要求进行分析，确定输入、输出变量并进行状态赋值。

2.列真值表将已赋值的输入变量和输出变量根据设计要求给出的因果关系填入到表格中，列出真值表。3.写逻辑表达式并化简4.画出逻辑电路图根据化简后的逻辑表达式，结合设计需求，画出相应的逻辑图。二、组合逻辑电路设计（二）设计举例例7-3请设计一个三人表决电路，当三人表决某一提案时，两人或者两人以上同意，该提案通过，否则不通过。请用“与非”门来设计该电路。二、组合逻辑电路设计（1）设计过程解：1.状态赋值根据实际问题分析可确定三人表决电路应有三个输入变量，三个输入变量分别代表三个人的意见，用A、B、C来表示。若同意则输入变量为1，若不同意则输入变量为0。输出变量用Y来表示，当两人或者两人以上同意该提案时输出变量Y输出为1，否则输出为0。从而将实际问题转换为相应的逻辑问题。二、组合逻辑电路设计2.列真值表，如表7-所示：ABCY00000010010001111000101111011111二、组合逻辑电路设计

二、组合逻辑电路设计

二、组合逻辑电路设计

BC

A000111100

1

1

111二、组合逻辑电路设计

C

Y

B

Z1

Z2

&

&

&

A

&

Z3

4.组合逻辑电路图二、组合逻辑电路设计（二）具体电路实现1.项目所需设备及器件（1）两输入四与非门数字集成电路74LS00一个数字集成电路74LS00是常用的具有四组两输入端14管脚的“与非”门集成电路，可实现“与非”门功能。管脚图如图7-所示：533BVCC4B

4A4Y

3A3Y74LS0081214101113912B

1A

1B1Y

2A2YGND2674二、组合逻辑电路设计（二）具体电路实现（2）三输入三与非门数字集成电路74LS10一个数字集成电路74LS10是常用的具有三组三输入端14管脚的“与非”门集成电路。管脚表示图如下：533BVCC1C

1Y3C

3A3Y74LS1081214101113912C

1A

1B2A

2B2YGND2674二、组合逻辑电路设计（二）具体电路实现（3）数字电路实验箱数字电路实验箱在使用过程中应注意，连接电路时电源开关应置于“关断”的状态，使用过程中不可带电操作。不可随意乱动电器件，以保证操作安全。二、组合逻辑电路设计2.三人表决电路搭建电路搭建步骤如下：（1）熟悉数字电路实验箱各个部分。找出数字电路实验箱开关机键、输入变量电平开关接线端、输出变量逻辑电平接线端、两输入四与非门数字集成电路74LS00插接点、三输入三与非门数字集成电路74LS10插接点、电源连接端、接地连接端等。二、组合逻辑电路设计2.三人表决电路搭建（2）按照组合逻辑电路图从输入到输出依次进行电路连接。（3）验证电路功能。完成电路的搭建后通上+5V的电源，按照真值表顺序进行组合取值，对应输入变量A、B、C所有取值按下按钮K1、K2、K3，观察输出端发光二极管的亮灭，分析验证该电路逻辑功能。二、组合逻辑电路设计2.三人表决电路搭建（3）验证电路功能。观察输出端发光二极管可得，当同时按下按钮K1、K2或K2、K3或K1、K3或K1、K2、K3时，输出端发光二极管均能点亮，当分别按下K1、K2、K3三个按钮中