第三章 组合逻辑电路分析与设计.ppt

1、第3章组合逻辑电路的分析与设计，第3章组合逻辑电路的分析与设计，3.1组合逻辑电路概述，3.2组合逻辑电路的分析与设计方法，3.4组合逻辑电路中的竞争与风险现象，3.3常用集成组合逻辑电路，3.1组合逻辑电路概述。所谓组合逻辑电路的特点是功能上没有记忆，结构上没有反馈。也就是说，电路在任何时候的输出状态只取决于当时输入状态的组合，与电路的原始状态无关。也就是说，电路的输出在任何时候都只取决于当时的输入信号，而与输入信号作用之前的电路状态无关。简单地说，组合逻辑电路是由门电路组成的。随着微电子技术的发展，许多常用的组合逻辑电路现在都有现成的集成模块，不需要设计门电路。因此，本章将介绍常用的组合逻

2、辑集成器件，如编码器、解码器、数据选择器、数字比较器、加法器等。重点分析了这些器件的逻辑功能、实现原理和扩展应用方法。组合逻辑电路的分析一般可以这样进行：(1)根据问题的含义，写出已知条件下每个输出端的逻辑函数表达式；运用逻辑代数和逻辑函数简化的基本知识，简化和转换各逻辑函数的表达式；根据简化的逻辑函数表达式，列出相应的真值表；根据真值表和逻辑函数表达式，确定逻辑电路的功能。3.2组合逻辑电路的分析和设计方法，3.2.1组合逻辑电路的一般分析方法，和1。组合逻辑电路的一般设计方法。第一步是根据实际逻辑问题的描述来抽象逻辑。在第二步：中，根据给定的因果关系列出逻辑真值表，然后编写逻辑函数的相关标

3、准表达式。根据所选择的器件类型，逻辑函数被转换和简化，并且对应于所使用的逻辑门的最简单的逻辑函数表达式被写入。在第三步骤：中，根据简化的逻辑函数表达式绘制逻辑电路图。第四步，设计逻辑电路流程，完成组装和调试。3.2.2组合逻辑电路的通用设计方法；2.以组合逻辑电路设计为例，设计了一个带与非门的三变量“多数表决电路”。“投票”是根据少数服从多数的原则进行的。解决方案：(1)根据给定的逻辑要求建立真值表。让A、B和C代表参与投票的三个逻辑变量，函数Y代表投票结果。同意逻辑变量的值为0表示反对，逻辑变量的值为1表示赞成；逻辑函数y的值为0，表示拒绝解析，逻辑函数y的值为1，表示解析通过。然后，根据少

4、数服从多数的原则，函数与变量之间的关系是：当三个变量A、B和C中的两个或两个以上为1时，函数Y的值为1，在其他情况下，函数Y的值为0。因此，下表显示了可以列出该逻辑问题的真值表。3.2.2组合逻辑电路的一般设计方法，(2)根据真值表写出函数的最小项表达式。从上表所示的真值表中，我们可以写出函数f的最小项表达式如下：(3)简化函数表达式，并将其转换成适当的形式。用函数的最小项表达式填充卡诺图，用卡诺图简化逻辑函数，得到最简单的表达式“与或”:F(A，b，C)=AB AC BC。因为这个问题需要使用与非门，所以上述表达式被转换为与非门表达式。(4)绘制逻辑电路图。从函数的“与非”和“与非”表达式中

5、，可以画出实现给定功能的逻辑电路图，如下图所示。3.3.1加法器，3.3常用集成组合逻辑电路，1。加法器的电路结构和工作原理，即所谓的“半加法”根据上述逻辑表达式，全加器的逻辑图可如图(a)所示，其逻辑符号如图(b)所示。3.3.1加法器，2。标准MSI加法器74LS283，集成电路74LS283是一个四位全加器，引脚图如下图所示。另一种型号是CC74283。3.集成加法器的应用。1.加法器级联实现多位二进制数加法。一块74283只能添加4位二进制数。级联多个74283可以扩展加法的位数。2.使用74283将其余3个代码转换为8421BCD代码，3.3.2编码器电路分析，1。编码器电路结构和工

6、作原理。标准MSI编码器74LS148下图是8线3线优先级编码器74LS148的逻辑图。按照组合逻辑电路分析的步骤进行分析，参见教材P73。1.解码器的概念3.3.3解码器电路的分析解码器的逻辑功能与编码器相反，它区分不同的具有特定含义的二进制代码，并将它们转换成相应的输出高电平和低电平信号。常用的解码器电路包括通用解码器和数字显示解码器。第二，标准通用解码器74LS138的电路结构和工作原理，它是一个典型的二进制解码器，其逻辑框图如下图所示。3.3.3解码器电路分析，1，7段发光二极管数字显示装置，7段发光二极管数字显示是将7个发光二极管(加上8个小数点)按一定方式排列，7段a、b、c、d、

7、e、f、g(小数点DP)分别对应一个发光二极管，利用不同发光段的组合显示不同的阿拉伯数字。半导体显示器的优点是工作电压低(1.53伏)，体积小，寿命长，亮度高，响应速度快，工作可靠性高。缺点是工作电流大，每个场的工作电流约为10 mA。砷酸钾是制造发光二极管数字显示器的主要材料，其波长与磷钾比有关。磷的比例越高，波长越短，发光效率越低。七段式发光二极管数字显示器根据不同的内部连接方式分为普通阴极和普通阳极两种。3.3.4数字显示解码器、2段和7段发光二极管显示解码器、1.7段发光二极管显示解码器结构、3.3.4数字显示解码器。下图显示了BCD 7段显示解码器7448的主要引脚功能和实际外观。下

8、图是BCD七段显示解码器7448的内部逻辑图。下表是七段显示解码器7448的功能表。2.7段发光二极管显示解码器、2.7段显示解码器7448其它功能描述、3.3.4数字显示解码器、2段发光二极管显示解码器、3.7段显示解码器7448与显示器的实际连接、3.3.4数字显示解码器、7段显示解码器TTL型74LS48和普通阴极7段数码管显示器BS201A的连接方法如下1。数据选择器的设计思想；2.通用数据选择器及其应用：3.3.5数据选择器；1.公共数据选择器74151是一款典型的集成式8选1数据选择器，其引脚图如下图所示。2.数据选择器的应用实例(1)用两片74151构成16个数据选择器中的一个(2)用数据选择器实现单输出逻辑功能，一个或两个1位二进制值比较器，两个或两个2位二进制值比较器，3.3.6值比较器，3。集成值比较器介绍，3.4.1组合逻辑电路竞赛。在组合逻辑电路中，当输入信号的状态改变时，输出端可能出现异常干扰信号，导致电路产生错误输出。这种现象被称为竞争和冒险。