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1、第二章组合逻辑电路，2013年3月，第二章组合逻辑电路，本章内容，1。组合逻辑电路的分析方法。常用中型集成电路的功能和使用方法，本章的重点：2。用逻辑门电路设计组合逻辑电路2.1组合逻辑电路的分析与设计组合逻辑电路的特性输出信号在任何时候都只取决于当时的输入信号然而组合逻辑电路的结构特性与电路的原始状态无关。没有反馈路径，也没有存储单元。组合逻辑电路的一般形式是Y=X1，X2，Xm。组合逻辑电路的表示方法是真值表、卡诺图、逻辑表达式、波形图(时间图)和逻辑图。2.1组合逻辑电路的分析与设计。所谓的组合逻辑电路分析是基于给定的逻辑电路图。1。分析方法：(1)用逻辑图写表达式；根据给定的逻辑电路，

2、从输入端开始，逐步导出输出端的逻辑函数表达式。(2)简化并找出输出函数的最简单的与或表达式；(3)列真值表；根据输出函数表达式列出真值表。(4)描述逻辑功能。用文字概括电路的逻辑功能。示例2-1尝试分析图2-1所示电路的逻辑功能。解决方案：步骤1:输出F的逻辑表达式可以从逻辑图中写出：图2-1示例2-1逻辑电路图，2.1.1组合逻辑电路分析2。分析示例，步骤2:简化为最简单的“与或”公式，步骤3:列出真值表，如表2-1所示。表2-1示例2-1真值表，步骤4:确定电路的逻辑功能。根据真值表，三个变量的输入为1，当两个或多个变量为1时，输出仅为1。因此，这个电路实际上是一个三人投票的组合电路：只要

3、有两三票赞成，投票就会通过。示例2-2尝试分析如下所示电路的逻辑功能。解决方法：从逻辑图中写出逻辑表达式简化逻辑表达式，从中我们可以看出电路的功能是完成异或运算。2.1.2组合逻辑电路的设计。组合逻辑电路的设计是根据给定的实际逻辑问题找到实现这一逻辑功能的最简单的逻辑电路。所谓极简主义是指在实现的电路中使用的器件数量最少，器件类型最少，器件之间的连接最少。1.设计方法，进行逻辑抽象，分析设计需求，确定输入变量和输出变量之间的逻辑因果关系；设置输入变量和输出变量，并定义逻辑状态的含义，即逻辑状态的赋值；根据给定的逻辑因果关系，列出逻辑真值表。简化，用卡诺图或代数方法简化，根据最简单的公式画出逻辑

4、电路图、真值表和电路功能描述，例2-3:设计一个楼上楼下开关的控制逻辑电路来控制楼梯上的路灯，这样在上楼前，用楼下开关开灯，上楼后，用楼上开关关灯；或者在下楼前用楼上的开关开灯，下楼后用楼下的开关关灯。将楼上的开关设置为a，楼下的开关设置为b，灯泡设置为F.假设开关A和B向上抛出时为1，向下抛出时为0；灯亮时f为1，灯灭时f为0。根据逻辑要求列出真值表。1，1，实际电路图，2，设计示例，2，逻辑表达式或卡诺图，最简单的“与”或表达式，简化的，3，2，已经最简单的“与”或表达式，4，逻辑转换，5，逻辑电路图，用与非门实现，用异或门实现，在前面的部分，1，2中回顾。一个车间里有四个马达。今天，A必

5、须开始；其他三个电机中至少有两个打开。如果不符合上述要求，指示灯将熄灭。指示灯亮为1，灭为0。电机启动信号作为1发送到输入端，否则为0。带指示灯的逻辑电路由与非门构成。真值表，电路功能描述，示例2-，让红色、绿色和黄色的灯分别用A、B和C表示，当灯打开时，该值为1，当灯关闭时，该值为0；输出报警信号由f表示，当灯正常工作时为0，当灯故障时为1。根据逻辑要求列出真值表。1，1，2，逻辑表达式，最简单的“与”或表达式，简化，3，2，4，逻辑变换，3，4，5，逻辑电路图，5，2.3加法器和算术逻辑单元，2.3.1加法器，1。半加法器的概念、规则和半加法半加法规则：两个一位二进制数相加有三种情况：真值

6、表：如果Ai和bi是两个相加的一位二进制数，Si是半加法和，Ci是半加法进位，真值表可以根据半加法规则列出。逻辑表达式可以直接从真值表中写出。逻辑图。2.全加器。当实际相加二进制数时，两个加数都不是一位，所以不考虑低阶进位的半加法器是不可能解决问题的。(1)全加器和全加器的概念，全加器的概念，艾，毕：加数，Ci-1:从低位进位，司：标准和，Ci:从高位进位。(2)逻辑表达；(3)逻辑图可以由两个半加法器和一个或门组成全加器，其逻辑电路图如下：(4)全加器、2.3.2集成加法器、串行进位加法器(模拟人工计算)的逻辑符号，首先找出最低位的和，并将进位传送到最高位，然后从低到高找出每个位的和， 并且

7、将进位转换为。直到生成较低的一位进位，才能建立每个位的加法结果，并且传输延迟时间很长(最坏的情况下，需要四个全加器的延迟时间)。 特点：载波信号以低速从低位向高位逐级传输。为了提高运算速度，逻辑设计采用了超前进位的方法，即每一位的进位都是根据每一位的输入同时预先形成的，不需要等到低位进位发送出去。具有这种结构的多位加法器称为超前进位加法器。1位和4位超前进位加法器，全加器是一个逻辑电路，它将三个1位二进制数“和”与“进位”相加。如果三个1位二进制数的值是1，这是一个奇数，那么它的“和数”必须是1；如果任意两个值为1，则进位Ci 1为1。进位信号的表达式如下：4位超前进位加法器由4个全加器和相应

8、的超前进位逻辑电路组成。4位二进制超前进位加法器的逻辑电路结构图如下图所示。74LS283是典型的4位二进制超前进位加法器。74LS283的逻辑图和引脚排列图如下图所示。其中A3A2A1A0和B2B1B0是4位二进制加数和加数输入，CI是相邻低位的进位输入，S3S2S1S0是加法后的4位和输出，CO是加法后的进位输出。2.集成加法器应用实例用74283实现了两个7位二进制加法器。解决方案：需要两片74283来添加两个7位二进制数。根据加法规则，低位四位的进位输出端CO应连接到高位四位的进位输入端CI，低位四位的进位输入端应连接到0，高位块的冗余输入端A3和B3也应连接到0。连接电路如下图所示。请注意