《数字电子技术基础》复习指导(第四章)
数字电子技术第四章(阎石第六版)
• 灭灯输入/灭零输出 BI ' RBO' ：双功能输入输出端。 • BI ' 0 ，无论输入状态是什么，数码管熄灭。 ' RBO 0 ，表示译码器将本来应该显示的零熄灭了 •
《数字电子技术基础》第六版
例：利用 和 RBO 的配合，实现多位显示系 统的灭零控制
Ye ( A2 A1' A0 )'
' ' ' Y f ( A3 A2 A0 A2 A1 A1 A0 )' ' ' Yg ( A3 A2 A1' A2 A1 A0 )'
《数字电子技术基础》第六版
附加控制端的功能和用法
' LT • 灯测试输入
• LT ' 0 时，七段数码管同时亮，检查各段能否正 常发光，平时应置 LT ' 1
与或形式
与非-与非形式
《数字电子技术基础》第六版
4.4 若干常用组合逻辑电路 4.4.1 编码器 • 编码：将输入的每个高/低电平信号变成一 个对应的二进制代码 • 普通编码器 • 优先编码器
《数字电子技术基础》第六版
一、普通编码器
• 特点：任何时刻 只允许输入一个 编码信号。 • 例：3位二进制 普通编码器
0
0 0 1 0
0
0 0 0 1
0
1 1 1 1
1
0 0 1 1
1
0 1 0 1
《数字电子技术基础》第六版
Y2 I 4 I 5 I 6 I 7 Y1 I 2 I 3 I 6 I 7 Y0 I1 I 3 I 5 I 7
《数字电子技术基础》第四章习题答案
第四章 集 成 触 发 器 4.1R d S d Q Q不定4.2 （1CP=1时如下表)(2) 特性方程Q n+1=D(3)该电路为锁存器（时钟型D 触发器）。
CP=0时，不接收D 的数据；CP=1时，把数据锁存。
(但该电路有空翻)4.3 (1)、C=0时该电路属于组合电路；C=1时是时序电路。
(2)、C=0时Q=A B +; C=1时Q n+1=B Q BQ nn+= (3)、输出Q 的波形如下图。
A B C Q4.4CP D Q 1Q 2图4.54.5 DQ QCPT4.6 Q 1n 1+=1 Q 2n 1+=Q 2n Q n 13+=Q n 3 Q Q 4n 14n+=Q1CP Q2Q3Q44.7 1、CP 作用下的输出Q 1 Q 2和Z 的波形如下图； 2、Z 对CP 三分频。
DQ QCPQ1DQ QQ2ZRd CP Q1Q2Z14.8由Q D J Q KQ J Q KQ n 1n n n n +==+=⋅得D 触发器转换为J-K 触发器的逻辑图如下面的左图；而将J-K 触发器转换为D 触发器的逻辑图如下面的右图CPD Q QJKQ QDQ QJ KCP4.9CP B CA4.10CP X Q1Q2Z4.11 1、555定时器构成多谐振荡器 2、u c, u o 1, u o 2的波形u c u o 1u o 2t t t 1.67V3.33V3、u o 1的频率f 1=1074501316..H z ⨯⨯≈ u o 2的频率f 2=158H z4、如果在555定时器的第5脚接入4V 的电压源，则u o 1的频率变为1113001071501232....H z ⨯⨯+⨯⨯≈4.12 图(a)是由555定时器构成的单稳态触发电路。
1、工作原理（略）；2、暂稳态维持时间t w =1.1RC=10ms(C 改为1μF)；3、u c 和u o 的波形如下图：u ou ct t tu i (ms)(ms)(ms)5 10 25 30 45 503.33V4、若u i 的低电平维持时间为15m s ，要求暂稳态维持时间t w 不变，可加入微分电路4.13由555定时器构成的施密特触发器如图(a)所示 1、电路的电压传输特性曲线如左下图； 2、u o 的波形如右下图；3、为使电路能识别出u i 中的第二个尖峰，应降低555定时器5脚的电压至3V 左右。
数字电子技术基础(第四版)-第4章-组合逻辑电路解析
1
Y (Y1Y2Y3) ' (( AB) '(BC) '( AC) ') '
2
Y AB BC AC
9
最简与或 表达式
3
真值表
4
电路的逻 辑功能
Y AB BC AC
3
ABC 000 001 010 011 100 101 110 111
Y
当输入A、B、
0
C中有2个或3
第四章 组合逻辑电路
学习要点
了解组合逻辑电路的特点和工作原理。 掌握组合逻辑电路的分析、设计方法。 了解组合逻辑电路中的竞争冒险现象。
1
4.1 概 述
2
数字电路
组合逻辑电路：t时刻输出仅与t时刻 输入有关，与t以前的 状态无关。
时序逻辑电路：t时刻输出不仅与t时刻 输入有关，还与电路过 去的状态有关。
编码器：把指令或状态等转换为与其对应 的二进制信息代码的电路。
普通编码器 优先编码器
22
23
一、二进制编码器
设：编码器有M个输入，在这M个输入中， 只有一个输入为有效电平，其余M-1个输入 均为无效电平。有N个输出。则二者之间满 足M≤2N的关系。
二进制编码器——将一般信号编为二进制代 码的电路。
Y F( A)
5
组合电路的特点： 1. 输出仅由输入决定，与电路之前状态无关； 2. 电路结构中无反馈环路（无记忆）； 3. 能用基本门构成，即任何组合逻辑电路都能
用三种基本门实现。
6
4.2 组合逻辑电路的 分析和设计
7
4.2.1 组合逻辑电路的分析
8
逻辑图 例1：
1
逻辑表 达式
数字电子技术基础-第4章--
& Q4 G4 &
Q
Q
L2
CP Q5 & G5 Q6 G6 &
C1 R 1D ∧ S RD SD
RD 和SD 不受CP和D信号的影 响，具有最高的优先级。
RD
D
SD
二、CMOS主从结构的触发器
1．电路结构:由CMOS逻辑门和CMOS传输门组成主从D触发器。
CP G1 D T G1
1
Q' G2
1
CP Q' T G3
Q 从 触 发 器
Q
G1
&
&
G2
G3
&
&
G4
Q' 主 触 发 器 G5 & &
Q' G6 1 G9
G7
&
&
G8
R
CP
S
主从RS触发器的缺点 R、S不能同时为1，即有效的输入电平 主从JK触发器可解决此问题
（二）主从JK触发器
主从RS触发器的缺点： 使用时有约束条件 RS=0。
CP G1 D T G1
1
Q' G2
1
CP Q' T G3
Q G3
1
Q G4
1
CP CP T G2 主触发器 CP 从触发器 CP
CP T G4
CP
3 ．具有直接置0端RD和直接置1端SD的CMOS边沿D触发器
集成触发器
一、集成触发器举例
1．TTL主从JK触发器74LS72
Q ┌ Q Vcc S D CP K3 K2 K1 ┌
CP J K
t CPH
t CPL
数字电子技术基础-第四章-触发器
SD——直接置1端，低电平有效。
G2
G1 & Q3 & G3
& Q4 G4 &
Q
Q
L2
CP Q5 & G5 Q6 G6 &
C1 R 1D ∧ S RD SD
RD和SD不受CP和D信
SD
RD
D
号的影响，具有最高的 优先级。
3．集成D触发器74HC74
2Q 2Q 1Q 1Q Vcc 2RD 2D 2CP 2SD 2Q 2Q
2.特性方程
KQn J 0 1 00 01 11 10
0 0
0 0 1 1
0 0
1 1 0 0
0 1
0 1 0 1
0 1
0 0 1 1
0 1
1 1
0 0
0 1
Qn1 JQn KQn
1 1
1 1
0 1
1 0
3.状态转换图
J=1 K=× J=0 K=× 0 J=× K=1 1 J=× K=0
CP=1时， Q2=0，则Q=1， 封锁G1和G3 使得Q2=0，维持置1 同时Q3=1，阻塞置0
Q3
R
&
Q
G6
& Q4
D
G4
置1阻塞、置0维持线
Q3=0，则Q=0， 封锁G4，使得Q4=1， 阻塞D=1进入触发器， 阻塞置1 同时保证Q3=0，维持置0
触发器的直接置0端和置1端
RD——直接置0端，低电平有效；
JK触发器→T（T ′）触发器
Qn+ 1 = TQn + TQn
令J = K = T
D触发器→JK触发器
数字电子技术复习提纲
第六章：
1、时序电路的特点； 2、时序电路的分析； 3、计数器的特点；用已知的集成计数器组成N进制计数器：如：74LS163、 74LS160。 4、寄存器的特点；用移位寄存器构成的环形计数器和扭环形计数器的特点。C和DAC性能优劣的主要标志；
2、ADC一般需通过采样、保持、量化和编码4个过程才能完成；
第四章： 1、组合电路的特点； 2、组合电路的分析； 3、组合电路的设计：用74LS138或74LS151设计组合电路。 4、常用的组合电路的工作原理及使用。 第五章： 1、R-SFF、DFF、J-KFF、TFF、T’FF的特性方程和相互转换； 2、不同触发方式的触发器的动作特点； 3、画波形。
第九章： 1、三种电路的特点及主要应用； 2、已知施密特触发器的电压传输曲线，如何计算VT+、VT-及ΔVT；已知输入 波形对应画出输出波形。 3、会画用555定时器构成的三种电路、各电路主要参数的估算。
3、转换依据：
n 1
v0 k (Di 2i ) i0
考试题型：
1、填空题：（26分） 2、判断题：（10分） 3、单项选择题：（10分） 4、分析、计算题：(11分) （1）分析用74LS161或74LS160组成的计数器。 （2）分析用74LS138或74LS153（74LS151）组成的组合电路 。 5、画波形：(19分) （1）求施密特触发器的主要参数，且画输出波形； （2）用DFF、J-KFF组成电路，写出驱动方程、状态方程和输出方程，且画出 各输出波形。 6、设计题：(24分) （1）用74LS138或74LS153（74LS151）设计组合电路； （2）用74LS161或74LS160设计N进制计数器。 （3）用555组成的单稳态电路或多谐振荡器，且估算电路的主要参数。
数字电子技术基础教材第四章答案
习题44－1 分析图P4－1所示得各组合电路,写出输出函数表达式,列出真值表,说明电路得逻辑功能。
解:图(a):;;真值表如下表所示:其功能为一位比较器。
A>B时,;A=B时,;A<B时,图(b):真值表如下表所示:功能:一位半加器,为本位与,为进位。
图(c):真值表如下表所示:功能:一位全加器,为本位与,为本位向高位得进位。
图(d):;;功能:为一位比较器,A<B时,＝1;A=B时,＝1;A>B时,＝14－2 分析图P4－2所示得组合电路,写出输出函数表达式,列出真值表,指出该电路完成得逻辑功能。
解:该电路得输出逻辑函数表达式为:因此该电路就是一个四选一数据选择器,其真值表如下表所示:,当M＝1时,完成4为二进制码至格雷码得转换;当M＝0时,完成4为格雷码至二进制得转换。
试分别写出,,,得逻辑函数得表达式,并列出真值表,说明该电路得工作原理。
解:该电路得输入为,输出为。
真值表如下:由此可得:完成二进制至格雷码得转换。
完成格雷码至二进制得转换。
4－4 图P4－4就是一个多功能逻辑运算电路,图中,,,为控制输入端。
试列表说明电路在,,,得各种取值组合下F与A,B得逻辑关系。
解:,功能如下表所示,两个变量有四个最小项,最多可构造种不同得组合,因此该电路就是一个能产生十六种函数得多功能逻辑运算器电路。
4－5 已知某组合电路得输出波形如图P4－5所示,试用最少得或非门实现之。
解:电路图如下:4－6 用逻辑门设计一个受光,声与触摸控制得电灯开关逻辑电路,分别用A,B,C表示光,声与触摸信号,用F表示电灯。
灯亮得条件就是:无论有无光,声信号,只要有人触摸开关,灯就亮;当无人触摸开关时,只有当无关,有声音时灯才亮。
试列出真值表,写出输出函数表达式,并画出最简逻辑电路图。
解:根据题意,列出真值表如下:由真值表可以作出卡诺图,如下图:C AB 00 10 11 100 1由卡诺图得到它得逻辑表达式为: 由此得到逻辑电路为:4－7 用逻辑门设计一个多输出逻辑电路,输入为8421BCD 码,输出为3个检测信号。
数字电子技术基础第四章重点最新版
发
这种触发方式称为边沿触发式。
器
EXIT
集成触发器
主从触发器和边沿触发器有何异同？
空翻可导致电路工作失控。
EXIT
集成触发器
4.3 无空翻触发器
主要要求：
了解无空翻触发器的类型，掌握其工作特点。 能根据触发器符号识别其逻辑功能和触发方式， 并进行波形分析。
EXIT
集成触发器
一、无空翻触发器的类型和工作特点
主
工作特点：CP = 1 期间，主触发器接收
从 输入信号；CP = 0 期间，主触发器保持 CP
EXIT
集成触发器
2. 工作原理及逻辑功能 Q 0 触发器被工置作0原1理Q
G1 11
1 SD
输入 RD SD 00 01 10 11
输出 QQ
01
G2
RD 0 功能说明
触发器置 0
EXIT
2. 工作原理及逻辑功能
集成触发器
Q 1 触发器被置 1 0 Q
G1
0 SD
输入 RD SD 00 01 10 11
触发器置 0 触发器置 1 触发器保持原状态不变
EXIT
2. 工作原理及逻辑功能
Q 1
G1
0 SD
输入 RD SD 00 01 10 11
输出
QQ 不定
01 10 不变
集成触发器
Q
输出既非 0 状态，
1 也非 1 状态。当 RD 和 SD 同时由 0 变 1 时， 输出状态可能为 0，也
G2 可能为 1，即输出状态 不定。因此，这种情况
EXIT
四、一些约定
集成触发器
1态： Qn=1，Qn=0 0态： Qn=0，Qn=1
数字电子技术基础 第四章.
图4.3.6
3位二进制（3线－8线）译码器的框图
优点：结构简单。 两个严重的缺点： 1、电路输入电阻较低而 输出电阻较高。 2、输出的高、低电平信 号发生偏移。
通常仅在大规模集成电 路内部采用这种结构。 图4.3.7 用二极管与门阵列组成的3线－8线译码器
最小项译码器。
图4.3.8
用与非门组成的3线－8线译码器74LS138
四、用译码器设计组合逻辑电路
例4.3.3 P186-189
4.3.3 数据选择器
一、数据选择器的工作原理 P188
图4.3.21
双4选1数据选择器74LS153
例4.3.4 用两个带附加控制端的4选1数据选择器 组成一个8选1数据选择器
二、用数据选择器设计组合逻辑电路
例4.3.5 用4选1数据选择 器实现例4.2.2的交通信 号灯监视电路。
例4.3.6 P190
图4.3.24
例4.3.6的电路
4.3.论是加、减、乘、除， 在数字计算机中都是化做若干步加法运算进行的。加法 器是构成算术运算器的基本单元。 一、1位加法器 1、半加器
不考虑来自低位的进位将两个1位二进制数相加。
图4.3.25
图4.3.13 液晶显示器的结构及符号 （a）未加电场时 （b）加电场以后 （c）符号
液晶优点：功耗极小。
缺点：亮度差，响应速度低。
A=0, 不工作
A=1，工作
图4.3.14 用异或门驱动液晶显示器 （a）电路 （b）电压波形
2. BCD –七段显示译码器
图4.3.15
BCD－七段显示译码器的卡诺图
例4.3.2 P177
图4.3.10
用两片74LS138接成的4线－16线译码器
数字电子技术基础第四章
&
G3
&
S=0，R=1：Qn+1=0
R
S=1，R=1：Qn+1=1(×)，
CP
S
CP回到0后状态不定 输入端R、S通过与非门
作用于基精本品PPRT S触发器。
1R C1 1S R CP S
（三）同步RS触发器
2. 特征(tèzhēng)表
RS
00 01 10 11
Qn+1
Qn 1 0 1(×)
3. 特征方程
CP
电路连接的特点：第一个触发器的CP1端作为计数脉冲CP输入 端，Q1与第二个触发器的CP2端相连，依次有Qi与CPi+1相连，触发 器的输出Q4Q3Q2Q1代表四位二进制数。
精品PPT
4. 应用(yìngyòng)
二、主从(zhǔcóng)触发 器
每一个CP下降沿，都会使Q的状态变化，Q4Q3Q2Q1代表四位二进 制数，故称该电路为四位二进制计数器。
1. 逻辑(luójí)符号
输入信号：R、S（高有效） 时钟输入：CP 异步置0、置1：RD、SD
（不受CP限制，低有效） 输出信号：Q、Q
精品PPT
Q
Q
R 1R C1 1S S RD R CP S SD
2. 组成(zǔ chénɡ)及工作原理
组成：由两个同步RS触发器级联而成。
工作原理：
按照C同P步为高RS电触平发：器主的触功发能器翻输从转出触，A发、从B器 触发器时的钟状C态P不直变接，作Q用状于态主保触持。
精品PPT
3. 状态(zhuàngtài)转换图
特征表
D
Qn+1
0
0
1
1
《数字电子技术基础》复习指导（第四章）
《数字电⼦技术基础》复习指导（第四章）第四章组合逻辑电路⼀、本章知识点(⼀)概念1.组合电路：电路在任⼀时刻输出仅取决于该时刻的输⼊，⽽与电路原来的状态⽆关。
电路结构特点：只有门电路，不含存储（记忆）单元。
2.编码器的逻辑功能：把输⼊的每⼀个⾼、低电平信号编成⼀个对应的⼆进制代码。
优先编码器：⼏个输⼊信号同时出现时，只对其中优先权最⾼的⼀个进⾏编码。
3.译码器的逻辑功能：输⼊⼆进制代码，输出⾼、低电平信号。
显⽰译码器：半导体数码管(LED数码管)、液晶显⽰器(LCD)4.数据选择器：从⼀组输⼊数据中选出某⼀个输出的电路，也称为多路开关。
5.加法器半加器：不考虑来⾃低位的进位的两个1位⼆进制数相加的电路。
全加器：带低位进位的两个 1 位⼆进制数相加的电路。
超前进位加法器与串⾏进位加法器相⽐虽然电路⽐较复杂，但其速度快。
6.数值⽐较器：⽐较两个数字⼤⼩的各种逻辑电路。
7.组合逻辑电路中的竞争⼀冒险现象竞争：门电路两个输⼊信号同时向相反跳变(⼀个从1变0，另⼀个从0变1)的现象。
竞争-冒险：由于竞争⽽在电路输出端可能产⽣尖峰脉冲的现象。
消除竞争⼀冒险现象的⽅法：接⼊滤波电容、引⼊选通脉冲、修改逻辑设计(⼆)组合逻辑电路的分析⽅法分析步骤：1.由图写出逻辑函数式，并作适当化简；注意：写逻辑函数式时从输⼊到输出逐级写出。
2.由函数式列出真值表；3.根据真值表说明电路功能。
(三)组合逻辑电路的设计⽅法设计步骤：1.逻辑抽象：设计要求----⽂字描述的具有⼀定因果关系的事件。
逻辑要求---真值表(1) 设定变量--根据因果关系确定输⼊、输出变量；(2)状态赋值：定义逻辑状态的含意输⼊、输出变量的两种不同状态分别⽤0、1代表。
(3)列出真值表2.由真值表写出逻辑函数式真值表→函数式，有时可省略。
3.选定器件的类型可选⽤⼩规模门电路，中规模常⽤组合逻辑器件或可编程逻辑器件。
4.函数化简或变换式(1)⽤门电路进⾏设计：从真值表----卡诺图/公式法化简。
数字电子技术基础4
0 1 0 1
0 1 1 0
每输入一个脉 冲，输出状态 改变一次
T＝1时， 翻转。
Q n1 Q n
如果将T恒接高电平，就构成了一种特殊的触发器T’，它 Q n1 Q n 只是脉冲翻转电路 。
4-2-4. 边沿触发器
为了提高触发器的抗干扰能力，希望触发器的次态仅仅 取决于 CP 作用沿到达时刻输入信号的状态。这样的触发器 称为边沿触发器。 这里，重点介绍利用 CMOS 传输门构成的 边沿 D 触发器
CP=1 时 打 开 CP=0 时 封 锁
Q = Q’
注意：在CP的一个变化周期中，触发器输出状态只改变一次。
3. 特性表 4. 几点说明 1)图示主从RS 触发器 1 触发有效； 2)表中*表示：若 R、S 端同时触发， 则在CP回到0后,输出状态不定； 3)输入端的约束条件为 RS = 0。 CP 0 R X 0 0 1 S X 0 1 0 Qn+1 Qn Qn 1 0
4-2-2. 同步 RS触发器
在数字系统中，如果要求某些触发器在同一时刻动作，就 必须给这些触发器引入时间控制信号,使这些触发器只有在 同步信号到达时才按输入信号改变状态。 时间控制信号也称同步信号，或时钟信号， 或时钟脉冲，简称时钟，用 CP 表示 Q Q 受CP控制的触发器称为时钟触发器。
一、电路结构与工作原理
S CP R
Q
&
Q
触发器在CP控制下正常工作时应使 SD、RD 处于高电平。
&
G4
G2
注意：用SD、RD 将触发器置位或复位应当在CP=0的状态 下进行，否则在SD、RD 返回高电平以后，无法保存预置 的状态。
二. 动作特点
数字电子技术第四章习题答案
4.8 用4片8线-3线优先编码器组成 线-5线优先编码器。 线优先编码器组成32线 线优先编码器 线优先编码器。 片 线 线优先编码器组成
YS'
1 0 1 0
Y’2(4) 0 1 1 1 1
' YEX
状态 不工作 工作， 工作，但无输入 工作， 工作，且有输入 不可能出现
1 1 0 0
Y’2(3) 1 0 1 1 1
C 0 1 0 1 0 1 0 1
MS 0 1 × 0 × × × 1
ML 0 0 × 1 × × × 1
MS
BC 00 A 0 1 0 x BC 00 0 x
01 1 x
11 0 1
10 x x
ML A 0 1
01 0 x
11 1 1
10 x x
MS=A+B’C ML=B
B ML
《数字电子技术基础》第五版 数字电子技术基础》
《数字电子技术基础》第五版 数字电子技术基础》
4.3
解：输入变量——水位检测结果 输入变量 水位检测结果 来表示， 用A，B，C来表示， ， ， 来表示 高于检测元件时为“ ， 高于检测元件时为“0”， 低于检测元件时为“1”； 低于检测元件时为“ ； 输出变量——水泵工作状态 输出变量 水泵工作状态 用ML，MS分别代表两个水泵 工作为“ ，不工作为“ 。 工作为“1”，不工作为“0”。
数字电子技术基础4
触发器输出端的状态。会导致电路抗干扰能力下降。
②R、S之间有约束。在由与非门构成的基本RS触发器中，当
违反约束条件即R=S=1时，Q端和Q端都将为高电平；在由或非
门构成的电路中，会出现Q端和Q端均为低电平的情况。而且同时
撤消输入信号会出现状态不定的现象。这个缺点某些场合限制了
基本RS触发器的使用。
4.2 同步触发器
Q1
0Q
RS
Q
01
0
&
&
10
1
S0
1R
②R=1、S=0时：由于S=0，不论原来Q为0还是1，都有Q=1； 再由R=1、Q=1可得Q＝0。即不论触发器原来处于什么状态都 将变成1状态，这种情况称将触发器置1或置位。S端称为触发 器的置1端或置位端。
Q
Q
0
1
RS
Q
01
0
&
&
10
1
11
不变
S1
1R
③R=1、S=1时：根据与非门的逻辑功能不难推知，触发器保 持原有状态不变，即原来的状态被触发器存储起来，这体现了 触发器具有记忆能力。
4Q 1Q 1Q 1D CP PO L 2D VSS (b) CC404 的引脚图
CP1、2
POL＝1时，CP＝1有效，锁存 的内容是CP下降沿时刻D的值； POL＝0时，CP＝0有效，锁存 的内容是CP上升沿时刻D的值。
4.3 主从触发器
4.3.1 主从RS触发器
Q
Q
工作原理
G1 &
& G2
G3 & 从触发器 & G4 CP
置1
Q n1 0
置0 不允许
数字电子技术基础第四章习题及参考答案
数字电子技术基础第四章习题及参考答案第四章习题1．分析图4-1中所示的同步时序逻辑电路，要求：（1）写出驱动方程、输出方程、状态方程；（2）画出状态转换图，并说出电路功能。
CPY图4-12．由D触发器组成的时序逻辑电路如图4-2所示，在图中所示的CP脉冲及D作用下，画出Q0、Q1的波形。
设触发器的初始状态为Q0=0，Q1=0。
D图4-23．试分析图4-3所示同步时序逻辑电路，要求：写出驱动方程、状态方程，列出状态真值表，画出状态图。
CP图4-34．一同步时序逻辑电路如图4-4所示，设各触发器的起始状态均为0态。
（1）作出电路的状态转换表；（2）画出电路的状态图；（3）画出CP作用下Q0、Q1、Q2的波形图；（4）说明电路的逻辑功能。
图4-45．试画出如图4-5所示电路在CP波形作用下的输出波形Q1及Q0，并说明它的功能（假设初态Q0Q1=00）。
CPQ1Q0CP图4-56．分析如图4-6所示同步时序逻辑电路的功能，写出分析过程。
Y图4-67．分析图4-7所示电路的逻辑功能。
（1）写出驱动方程、状态方程；（2）作出状态转移表、状态转移图；（3）指出电路的逻辑功能，并说明能否自启动；（4）画出在时钟作用下的各触发器输出波形。
CP图4-78．时序逻辑电路分析。
电路如图4-8所示：（1）列出方程式、状态表；（2）画出状态图、时序图。
并说明电路的功能。
1C图4-89．试分析图4-9下面时序逻辑电路：（1）写出该电路的驱动方程，状态方程和输出方程；（2）画出Q1Q0的状态转换图；（3）根据状态图分析其功能；1B图4-910.分析如图4-10所示同步时序逻辑电路，具体要求：写出它的激励方程组、状态方程组和输出方程，画出状态图并描述功能。
1Z图4-1011．已知某同步时序逻辑电路如图4-11所示，试：（1）分析电路的状态转移图，并要求给出详细分析过程。
（2）电路逻辑功能是什么，能否自启动？（3）若计数脉冲f CP频率等于700Hz，从Q2端输出时的脉冲频率是多少?CP图4-1112．分析图4-12所示同步时序逻辑电路，写出它的激励方程组、状态方程组，并画出状态转换图。
数字电子技术基础(数字电路)第四章组合逻辑电路
（7-14/29）
【例2】 用与非门设计一个码制变换电路。要求将8421码 转换为余3码。 ① 逻辑抽象 B8 B4 B2 B1
8421码 输入
8421码 转换为 余3码
E3 E2 E1
E0 余3码 输出
（7-15/29）
② 真值表 B8B4B2B1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 E3E2E1E0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0
信号经不同路径传输 后到达电路中某一会 合点的时间有差异的 现象，称为竞争。
由于竞争原因而使电
路输出发生瞬时错误 的现象，称为冒险。
A
A
L
A L
（7-23/29）
2. 如何判别电路中有无冒险？
代数法判别与电路对应的表达式
判竞争： 同一变量以原变量、反变量的形式同时出 现在表达式中，则变量具有竞争能力。
电路设计
波形图 文字描述 逻辑图
【例1】 用与非门设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路。 每一组信号灯均由红、黄、绿灯组成。正常工作时 有且仅有一盏灯亮；出现其他状态时，发出故障信号。
① 逻辑抽象
R A G
正常工作状态 R A G
R A G
R A 红(R)、黄(A)、绿 G (G)为信号灯的状 态输入。 灯亮为1。
L2 = BC + AB × C
数字电子技术 第4章 组合逻辑电路
图 4.3.8 7448逻辑符号图
数字电子技术
/// 16 ///
图4.3.9 7448驱动BS201A数码管的工作电路 图4.3.10 有灭零控制的8位数码显示系统
数字电子技术
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3．译码器的应用 由于译码器的输出为最小项取反，而逻辑函数可以写成最小项之和的形式，故可以利用附加的 门电路和译码器实现逻辑函数。
组合电路就是由门电路组合而成，电路中没有记忆单元，没有反馈通路。
数字电子技术
/// 4 ///
4.1.2 组合逻辑电路的分析
根据逻辑功能的不同特点，可以把数字电路分成两大类，分别是： （1）是组合逻辑电路（简称组合电路） （2）是时序逻辑电路（简称时序电路） 组合电路就是由门电路组合而成，电路中没有记忆单元，没有反馈通路。
图4.5.6 数值比较器逻辑电路图
4.2.3 优先编码器
识别多个编码请求信号的优先级别，并进行相应编码的逻辑部件称为优先编码器。 在优先编码器电路中，允许同时输入两个以上编码信号。 在设计优先编码器时已将所有的输入信号按优先顺序排了队，当几个编码信号同时出现时，只 对其中优先权最高的一个进行编码。
1．设计优先编码器线（4线-2 线优先编码器）
图4.1.3 组合逻辑电路设计步骤
数字电子技术
/// 6 ///
4.1.4 组合逻辑电路的竞争和冒险
同一个门的一组输入信号，由于它们在此前通过不同数目的门，经过不同长度导线的传输，到 达门输入端的时间会有先有后，这种现象称为竞争。
逻辑门因输入端的竞争而导致输出产生不应有的尖峰干扰脉冲的现象，称为冒险。
图4.1.6 两种冒险波形图
数字电子技术
/// 7 ///
4.2 编码器
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第四章组合逻辑电路
一、本章知识点
(一)概念
1.组合电路：电路在任一时刻输出仅取决于该时刻的输入，而与电路原来的状态无关。
电路结构特点：只有门电路，不含存储（记忆）单元。
2.编码器的逻辑功能：把输入的每一个高、低电平信号编成一个对应的二进制代码。
优先编码器：几个输入信号同时出现时，只对其中优先权最高的一个进行编码。
3.译码器的逻辑功能：输入二进制代码，输出高、低电平信号。
显示译码器：半导体数码管(LED数码管)、液晶显示器(LCD)
4.数据选择器：从一组输入数据中选出某一个输出的电路，也称为多路开关。
5.加法器
半加器：不考虑来自低位的进位的两个1位二进制数相加的电路。
全加器：带低位进位的两个 1 位二进制数相加的电路。
超前进位加法器与串行进位加法器相比虽然电路比较复杂，但其速度快。
6.数值比较器：比较两个数字大小的各种逻辑电路。
7.组合逻辑电路中的竞争一冒险现象
竞争：门电路两个输入信号同时向相反跳变(一个从1变0，另一个从0变1)的现象。
竞争-冒险：由于竞争而在电路输出端可能产生尖峰脉冲的现象。
消除竞争一冒险现象的方法：接入滤波电容、引入选通脉冲、修改逻辑设计
(二)组合逻辑电路的分析方法
分析步骤：
1.由图写出逻辑函数式，并作适当化简；
注意：写逻辑函数式时从输入到输出逐级写出。
2.由函数式列出真值表；
3.根据真值表说明电路功能。
(三)组合逻辑电路的设计方法
设计步骤：
1.逻辑抽象：
设计要求----文字描述的具有一定因果关系的事件。
逻辑要求---真值表
(1) 设定变量--根据因果关系确定输入、输出变量；
(2)状态赋值：定义逻辑状态的含意
输入、输出变量的两种不同状态分别用0、1代表。
(3)列出真值表
2.由真值表写出逻辑函数式
真值表→函数式，有时可省略。
3.选定器件的类型
可选用小规模门电路，中规模常用组合逻辑器件或可编程逻辑器件。
4.函数化简或变换式
(1)用门电路进行设计：从真值表----卡诺图/公式法化简。
(2)用中规模常用组合电路设计：把函数式变换为与所用器件函数式相似的形式。
(3)使用存储器、可编程逻辑器件设计组合电路
5.画出逻辑图
原理性设计(逻辑设计)完成。
(四)常用组合逻辑电路的功能
编码器、译码器、数据选择器、加法器、数值比较器
(五)用常用中规模集成组合逻辑器件计组合电路
1.用译码器器设计组合电路
方法：
(1)选择集成二进制译码器；
(2)写函数的标准与非-与非式；
(3)确认变量和输入关系；
(4)画连线图。
2.用数据选择器设计组合电路
方法：
(1)写出函数的标准与或式和数据选择器表达式；
(2)对照比较确定输入变量和地址码的对应关系；
输入变量可能是变量(原变量或反变量)，也可能是常量(0或1)。
(3)画连线图。
3.用加法器设计组合电路--用在加（减）某一常数的场合
二、例题
（一）概念题
1．超前进位加法器与串行进位加法器相比虽然电路复杂，但其特点是。
2．组合逻辑电路在结构上的共同特点是。
3．编码器的逻辑功能就是把输入的信号编成一个对应的代码。
4．组合逻辑电路在逻辑功能上的共同特点是任意时刻的输出仅取决于该时刻的输入，与无关。
5．优先编码器，当同时有几个输入信号时，只对其中进行编码。
6．全加器就是能实现电路。
7．消除竞争—冒险现象的方法除采用接入滤波电容、引入选通脉冲外，还可以采用方法。
8．当二个多位数相加时，必须采用电路。
9．编码器、译码器、数据选择器这三种器件中，可用来设计组合逻辑电路的器件是。
10．LED显示器是指显示器。
（二）组合电路如图所示，分析该电路的逻辑功能。
（三）由一个8选1数据选择器组成的逻辑电路如图所示，试分析其逻辑功能。
（四）由3线-8线译码74LS138（输出低电平有效）和4选1数据选择器（74LS153）组成如图所示的电路，B 1、B 2和C 1、C 2为二组二进制数，试列出真值表，并说明功能。
&&&&≥1A B C L
P A B 74LS138Y 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 A 0 1 A 2 S 1 S 2 S 3 Y 7 11B 2
74LS153S
A 0 A 1 D 0 D 1 D 2 D 3 F C 2 C
1
（五）设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。
正常情况下，红、黄、绿灯只有一个亮，否则视为故障状态，发出报警信号，提醒有关人员修理。
要求：（1）用门电路实现（2）用3-8线译码器实现（3）用4选1数据选择器实现。
（六）分别用74LS153(4选1数据选择器)和74LS152(8选1)实现函数
F=AB+BC+AC。
（七）设计一组合电路，要求当输入的8421BCD码DCBA的数值能被3整除时（0作为能被整除处理）输出为1，否则为0。
（1）用与非门实现上述电路
（2）用8选1数据选择器实现上述电路（可附加必要的门）
（八）试用一片4选1数据选择器，构成一位全减器。
（全减器的被减数为A i，减数为B i，低位来的借位为B i-1，输出差为F i，向高位的借位为B i）。