组合逻辑电路的分析和设计.ppt
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1、3.1 组合逻辑电路的分析和设计,3.2 常用组合逻辑电路,3.3 组合逻辑电路中的竞争与冒险,第三章 组合逻辑电路,概述, 组合逻辑电路概念,输入:,逻辑关系:Yi = Fi (X1、X2、Xn) i = (1、2、m), 组合逻辑电路的结构特点 电路由逻辑门构成,不含记忆元件,输出:,X1、X2、Xn,Y1、Y2、Ym,组合逻辑电路任一时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入,而与过去的输入无关。,第三章 组合逻辑电路,概述,重点: 组合逻辑电路的概念 组合逻辑电路的分析和设计与设计方法 常用组合模块的功能及应用 难点: 灵活运用模块进行电路设计 组合电路的竞争与冒险的判断与消除,第三章 组合逻辑
2、电路,概述,组合逻辑电路的分析,组合逻辑电路的设计,3.1 组合逻辑电路的分析和设计,第三章 组合逻辑电路,3.1 组合逻辑电路的分析和设计,组合逻辑电路的分析,写 函 数 表 达 式,简 化 函 数 式,真 值 表,描 述 电 路 功 能,已 知 组 合 电 路,公式法,图形法,分析步骤,第三章 组合逻辑电路,3.1 组合逻辑电路的分析和设计,结论:电路为少数服从多数电路, 称表决电路。,解:(1)逻辑表达式,(2)列真值表,(3)分析电路的逻辑功能,多数输入变量为1,输出F为1;,多数输入变量为0,输出 F为0,例1:试分析图所示逻辑电路的功能。,第三章 组合逻辑电路,3.1 组合逻辑电路
3、的分析和设计,例2:试分析图示逻辑电路的功能。,(2)列真值表,解:(1)写 表达式,第三章 组合逻辑电路,3.1 组合逻辑电路的分析和设计,自然二进制码,格雷码,0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1
4、0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0,(2) 列真值表,自然二进制码至格雷码的转换电路。,B3B2B1B0,G3G2G1G0,0 0 0 0,0 0 0 0,(3)逻辑功能,(1)表达式,第三章 组合逻辑电路,3.1 组合逻辑电路的分析和设计,注意:利用此式时对码位序号大于(n-1)的位应按0处理,如本例码位的最大序号i = 3,故B4应为0,才能得到正确的结果。,推广到一般,将n位自然二进制码转换成n位格雷码 Gi = BiBi+1 (i = 0、1、2、 n-1),自然二进制码至格雷码的转换,第三章 组合逻辑电路,3.1 组合逻辑电路的分析和设计,组合逻辑电路的设计,设计步骤,列真
5、值 表,简 化 函 数 式,画 逻 辑 图,实 际 逻 辑 问 题,公式法,图形法,第三章 组合逻辑电路,3.1 组合逻辑电路的分析和设计,例1在举重比赛中,有3名裁判,其中1名为主裁判。当有两名以上裁判(其中必须有1名主裁判)认为运动员举杠铃合格,就按动电钮,可发出成绩有效的信号。请设计该组合逻辑电路。,(1)作出逻辑规定:,输入:合格为1,不合格为0,输出:成绩有效为1,无效为0,(2)列出真值表,AB,AC,(3)求逻辑函数表达式,L=AB+AC,第三章 组合逻辑电路,3.1 组合逻辑电路的分析和设计,(4)画出逻辑电路图,(5)化成“与非”式,第三章 组合逻辑电路,3.1 组合逻辑电路
6、的分析和设计,例2:试将8421BCD码转换成余3BCD码,输入 8421码 输出余3码 B3 B2 B1 B0 E3 E2 E 1 E0,(2)画卡诺图,解:(1)列真值表,0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 2 0 0 1 0 0 1 0 1 3 0 0 1 1 0 1 1 0 4 0 1 0 0 0 1 1 1 5 0 1 0 1 1 0 0 0 6 0 1 1 0 1 0 0 1 7 0 1 1 1 1 0 1 0 8 1 0 0 0 1 0 1 1 9 1 0 0 1 1 1 0 0,10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0
7、 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1 ,01,00,01,11,10,00,11,10,B1B0,B3B2,1,1,1,1,1,第三章 组合逻辑电路,3.1 组合逻辑电路的分析和设计,(3)逻辑表达式,第三章 组合逻辑电路,3.1 组合逻辑电路的分析和设计,(4)电路图,(3)逻辑表达式,8421BCD码,余3码,第三章 组合逻辑电路,3.1 组合逻辑电路的分析和设计,编码器,译码器,数据选择器,数值比较器,加法器,3.2 常用组合逻辑电路,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,二进制代码,某种控制信息、符号等,编 码,编码器,第三章 组合逻辑电路,3
8、.2 常用 组合逻辑电路,编码器,有一键盘输入电路,一共有8个按键,键按下时,对应的输入信号为高电平。,编码器的作用就是把每一个键信号转化成相应的编码 (键码)。,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,二进制编码器,真值表:,假设任何时刻有且只有一个输入信号有效,逻辑表达式:,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,以此类推:,令,代入Y2的表达式就得到:,同理,则满足,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,思考:当有两个输入信号同时有效时,如I2和I4同时有效时,将出现什么情况?,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,优先编码器:对输入信号规定不
9、同的优先级,当有多个信号同时有效时,只对优先级高的信号进行编码。,真值表,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,优先编码器74LS148,逻辑函数表达式,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,使能输入,逻辑图,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,简化逻辑符号,逻辑符号,国标符号,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,:输入,低电平有效。,:编码输出端,:使能输入端,:使能输出端,,:扩展输出端,,引脚功能说明,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,悬空,输入信号,编码输出,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,优先编码器
10、74LS148的应用,(2)级联使用 用两片74LS148构成16线4线优先编码器。,高优先级,低优先级,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,(2)级联使用 用两片74LS148构成16线4线优先编码器。,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,某种编码,某种控制信息、符号等,译 码,译码器,译码器常分为二进制译码器、BCD译码器、 显示译码器,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,译 码 器,译码输入:n位二进制代码,译码输出:m位输出信号m=2n,译码规则:对应输入的一组二进制代码有且仅有一个输出端为有效电平,其余输出端为相反电平,第三章 组合逻辑电路,
11、3.2 常用 组合逻辑电路,二进制译码器,1.真值表,2. 逻辑函数表达式,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,二进制译码器74LS138,思考:输入电路中为什么用了6只反相器?使能控制端的作用?,3.逻辑电路图,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,逻辑符号,国标符号,简化逻辑符号,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,由74LS138译码器构成的数据分配器,由总线来的数字信号输送到不同的下级电路中去。,第三章 组合逻辑电路,3.2 常用 组合逻辑电路,二进制译码器74LS138的应用, 逻辑函数最小项发生器,如果将一逻辑函数的输入变量加到译码器的译码输
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