第8章组合逻辑电路.ppt
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1、主编 李中发 制作 李中发 2005年1月,电子技术,第8章 组合逻辑电路,学习要点 掌握组合逻辑电路的分析方法与设计方法 掌握利用二进制译码器和数据选择器进行逻辑设计的方法 理解加法器、编码器、译码器等中规模集成电路的工作原理和逻辑功能 了解加法器、编码器、译码器等中规模集成电路的使用方法,第8章 组合逻辑电路,8.1 组合逻辑电路的分析与设计 8.2 加法器与数值比较器 8.3 编码器 8.4 译码器 8.5 数据选择器与数据分配器,组合逻辑电路:输出仅由输入决定,与电路当前状态无关;电路结构中无反馈环路(无记忆)。,8.1 组合逻辑电路的分析与设计,8.1.1 组合逻辑电路的分析,逻辑图
2、,逻辑表达式,1,1,最简与或表达式,化简,2,2,从输入到输出逐级写出,最简与或表达式,3,真值表,3,4,电路的逻辑功能,当输入A、B、C中有2个或3个为1时,输出F为1,否则输出F为0。所以这个电路实际上是一种3人表决用的组合电路:只要有2票或3票同意,表决就通过。,4,逻辑图,逻辑表达式,例:,最简与或表达式,真值表,用与非门实现,电路的输出F只与输入A、B有关,而与输入C无关。F和A、B的逻辑关系为:A、B中只要一个为0,F=1;A、B全为1时,F=0。所以F和A、B的逻辑关系为与非运算的关系。,电路的逻辑功能,逻辑图,逻辑表达式,例:,最简与或表达式,真值表,电路的逻辑功能,由真值
3、表可知,当3个输入变量A、B、C取值一致时,输出F=1,否则输出F=0 。所以这个电路可以判断3个输入变量的取值是否一致,故称为判一致电路。,逻辑图,逻辑表达式,例:,最简与或表达式,真值表,电路的逻辑功能,由真值表可知,当3个输入变量A、B、C表示的二进制数小于或等于2时,F1=1;当这个二进制数在4和6之间时, F2=1 ;而当这个二进制数等于3或等于7时F1和F2都为1。因此,这个逻辑电路可以用来判别输入的3位二进制数数值的范围。,8.1.2 组合逻辑电路的设计,真值表,电路功能描述,例: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,使之在上楼前,用楼下开关打开电灯,上楼后,用
4、楼上开关关灭电灯;或者在下楼前,用楼上开关打开电灯,下楼后,用楼下开关关灭电灯。,设楼上开关为A,楼下开关为B,灯泡为F。并设开关A、B掷向上方时为1,掷向下方时为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,穷举法,1,实际电路图:,2,逻辑表达式或卡诺图,最简与或表达式,化简,3,2,已为最简与或表达式,4,逻辑变换,5,逻辑电路图,用与非门实现,用同或门实现,真值表,电路功能描述,例:用与非门设计一个交通报警控制电路。交通信号灯有红、绿、黄3种,3种灯分别单独工作或黄、绿灯同时工作时属正常情况,其他情况均属故障,出现故障时输出报警信号。,设红、绿、黄灯分别用A、B、C表示
5、,灯亮时其值为1,灯灭时其值为0;输出报警信号用F表示,灯正常工作时其值为0,灯出现故障时其值为1。根据逻辑要求列出真值表。,1,穷举法,1,2,逻辑表达式,最简与或表达式,化简,3,2,4,逻辑变换,3,4,5,逻辑电路图,5,真值表,电路功能描述,例:用与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重比赛有3个裁判,一个主裁判和两个副裁判。杠铃完全举上的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮来确定。只有当两个或两个以上裁判判明成功,并且其中有一个为主裁判时,表明成功的灯才亮。,设主裁判为变量A,副裁判分别为B和C;表示成功与否的灯为F,根据逻辑要求列出真值表。,1,穷举法,1,2,2,逻辑表达式,3,
6、最简与或表达式,化简,4,5,逻辑变换,逻辑电路图,3,化简,4,5,例 旅客列车按发车的优先级别依次分为特快、直快和普客3种,若有多列列车同时发出发车的请求,则只允许其中优先级别最高的列车发车。试设计一个优先发车的排队逻辑电路。,真值表,电路功能描述,1,穷举法,1,设输入变量为A、B、C,分别代表特快、直快和普客3种列车,有发车请求时其值为1,无发车请求时其值为0。输出发车信号分别用F1、F2、F3表示,F1=1表示允许特快列车发车, F2=1表示允许直快列车发车, F3=1表示允许普客列车发车。根据3种列车发车的优先级别,可列出该优先发车的排队逻辑电路的真值表。,2,逻辑表达式及化简,2
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