组合逻辑电路的设计公开课课件全解
第12章组合逻辑电路-PPT精选
与门
A
&F
B
F = A·B
非门 A
1
F
F=A
或非门 A ≥1
F
B
F = A+B
与非门 A B
&
F
F = A ·B
20
第12章 组合逻辑电路
例12.3.1 分析图示密码锁电路的密码。
1
1
A
0
B
1
1
1
1
C
01
D
1
01
1
1
E
+5V
S
10
ABCDE 1 10
01
ABCDE 10
F1
01 0
F20 10
全加器
26
∑ Fi
CI CO Ci 全加器
第12章 组合逻辑电路
四位全加器逻辑图:
A4 B4A3 B3A2 B2A1 B1
C4 Σ CI CO
C3
Σ CI CO
C2
Σ CI CO
C1
Σ
C0
CI CO
F4
F3
F2
F1
4 位全加器逻辑图
27
第12章 组合逻辑电路
12.5 编码器
可实现编码功能的组合逻辑电路。
A + B = A ·B
A ·B = A + B
17
第12章 组合逻辑电路
例12.1 分析图示逻辑电路的功能。
& A ·AB
A
&
异AB或门
&
B
&
B ·AB
解:F = A·AB B·AB
= A·AB+B ·AB
组合逻辑电路(电子技术课件)
组合逻辑电路•组合逻辑电路的概述•组合逻辑电路的分析•组合逻辑电路的设计•常用的组合逻辑电路在数字电路中,数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。
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)。
组合逻辑电路的概述1.特点(1)输入、输出之间没有反馈延迟通路;(2)电路中不含记忆元件;(3)电路任何时刻的输出仅取决于该时刻的输入,而与电路原来的状态无关。
2.描述组合电路逻辑功能的方法逻辑表达式、真值表、卡诺图、逻辑图、波形图。
组合逻辑电路的分析[例] 试分析下列组合逻辑电路的功能。
[例] 试分析下列组合逻辑电路的功能。
解:(1)根据给定的逻辑电路,写出所有输出逻辑函数表达式并对其进行变换:(2)根据化简后的逻辑函数表达式列出真值表,如表。
(3)逻辑功能评述该电路是一位二进制数比较器:当A>B时,L1=1;当A<B时,L3=1。
注意在确定该电路的逻辑功能时,输出函数L1、L2、L3不能分开考虑。
组合逻辑电路的设计1.组合逻辑电路设计的目的设计组合电路的目的是根据功能要求设计最佳电路。
即根据给出的实际问题,求出能够实现这一逻辑要求的最简的逻辑电路,这就是组合电路的设计,它是分析的逆过程。
2.设计组合电路的步骤:(1)分析设计要求;(2)根据功能要求列出真值表;(3)根据真值表利用卡诺图进行化简,得到最简逻辑表达式;(4)根据最简表达式画逻辑图。
[例]用与非门设计一个三变量“多数表决电路”。
解:(1)进行逻辑抽象,建立真值表:用A、B、C表示参加表决的输入变量,“1”代表赞成,“0”代表反对,用F表示表决结果,“1”代表多数赞成,“0”代表多数反对。
根据题意,列真值表如表。
(2)根据真值表写出逻辑函数的“最小项之和”表达式:(3)将上述表达式化简,并转换成与非形式:(4)根据逻辑函数表达式画出逻辑电路图,如图。
上述逻辑电路可以用74LS00芯片实现,74LS00为4个2输入与非门芯片,74LS00的逻辑符号和引脚图如图所示。
第2章组合逻辑电路优秀课件
外加反偏电压时,反向电流很小,PN结呈现很大 的反向电阻。
3. 二极管等效电路
图 二极管伏安特性的几种等效电路
导通电压VON 硅管取0.7V 锗管取0.2V
结论: 1. 只有当外加正向电压(P极电压大于N极电压)大于
VON时,二极管才导通。 2. 二极管导通后具有电压箝位作用。
3V 0V 0.7V 1
0
0
3V 3V 3.7V 1
1
1
所以:
YA B
2. 二极管的或门 2.1 电路组成
2.2 工作原理 1)当uA=uB=0V,D1和D2都导通,所以:uO=-0.7V
2)当uA=0V,uB=3V,D1截止,D2导通 所以: uO=2.3V
3)当uA=3V,uB=0V,D1导通,D2截止 所以: uO=2.3V
5. 半导体二极管的开关特性
VCC=5V 当vI为高电平(取VCC)时, VD截止,vO为高电平。 当vI为低电平(取0V)时, VD导通,vO=0.7V,为低电平。
二、 分立元件逻辑门电路 1. 二极管的与门 1.1 电路组成
1.2 工作原理 1)当uA=uB=0V,D1和D2都导通,所以:uO=0.7V
一、 半导体二极管的开关特性
1. 二极管的符号
正极-P极
负极-N极
2. 二极管的伏安特性
I/mA
反向特性 600
400
200 –100 –50
0 0.4 0.7
– 0.1
反向击穿
特性
– 0.2
正向特性
V/V
死区电压
二极管/硅管的伏安特性
2. 二极管的伏安特性-二极管的单向导电性
《组合逻辑电路的设计》公开课课件全解
因果关系
输出变量 选手能否过 关
根据题意确定输入和输出变量 解:设A、B、C为输入变量, 同意用“1”表示,不同意用“0” 表示,F为输出变量,F=1表示过 关,F=0表示没有过关
形成性练习
1、设计一个检测信号灯工作状 态的逻辑电路。每一组信号灯由 红、黄、绿三盏灯组成。正常时, 只能一盏灯亮,否则电路出现故 障,要求逻辑电路发出故障信号, 以提醒维护人员前去修理
Ci
拓展练习
设计一个一位二进制全加器 能对两个1位二进制数进行相加并 考虑低位来的进位,即相当于3个1位 二进制数相加,求得和及进位的逻辑 电路称为全加器。
解:设Ai、Bi为加数, Ci-1为低位来
的进位,Si为本位的和, Ci为向高 位的进位。
(1)、列真值表
输入 Ai Bi 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1
情景
星空卫视“中国达人秀”海选, 有三名评委。以少数服从多数的原 则判定选手能否通过海选。这个判 决能不能用逻辑关系来实现呢?
评
委
席
知识回顾
组合逻辑电路的设计,就是根据给出 的实际逻辑问题求出实现这一逻辑功 能的最佳逻辑电路。
器件的种类最少、 数量最少、连线最 少
组合逻辑电路的设计步骤
(1)、逻辑状态赋值 用逻辑电路实现某一电路的 逻辑功能时,需要分析该事件的因果关系,将“因” 作为逻辑电路的输入,“果”作为逻辑电路的输出, 并用1、0分别代表输入和输出的两种不同状态,称为 逻辑状态赋值 (2)、根据事件的因果关系,列出输入和输出对应的真 值表 (3)、按真值表写出逻辑表达式
(4)、将逻辑表达式化简或变换
(5)、根据化简或变换后的逻辑表达式,画出逻辑电路图
组合逻辑电路的设计PPT课件
根据给定的逻辑因果关系列出逻辑真值表。
计算机系
数字电子技. 术基础
3
组合逻辑电路的设计方法
(2)写出逻辑函数式; (3)将逻辑函数化简或变换成适当地形式; (4)根据化简或变换后的逻辑函数式,画出逻 辑电路图。
逻辑
逻辑
逻辑
将函数
逻辑
问题
真值表
函数式
式化简
电路图
组合逻辑电路设计步骤
组合逻辑电路的设计
计算机系
数字电子技. 术基础
1
引入
组合逻辑电路在智能控制系统中的应用。
交通信号灯
电子密码锁
计算机系
数字电子技. 术基础
ATM取款机
2
组合逻辑电路的设计方法
组合逻辑电路的设计就是根据给出的实际逻 辑问题,求出实现这一逻辑功能的最简单逻辑电 路。步骤为:
(1)进行逻辑抽象;
分析事件的逻辑因果关系,确定输入变量 和输出变量;
故障状态计算ຫໍສະໝຸດ 系数字电子技. 术基础5
实例
解:(1)进行逻辑抽象
表1
输入:红、黄、绿三盏
灯,分别用R、A、G表示, R A G Y
规定灯亮时为“1”,不
0001
亮时为“0”; 输出:故障信号,用Z表
001 0
示,规定正常工作状态
0 100
下 Z=0,发生故障时Z=1。 0 1 1 1
列出真值表如表1所示
7
课堂练习
设计一个三人表决电路,结果按“少数服从多数” 的原则决定。
计算机系
数字电子技. 术基础
8
计算机系
数字电子技. 术基础
4
实例
例1. 设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电 路。每一组信号灯由红、黄、绿三盏灯组成。正常工作 情况下,任何时刻总有一盏灯点亮,而只允许有一盏灯 点亮。而当出现其他五种点亮状态时,电路发生故障, 这时要求发出故障信号,以提醒维护人员前去维修。
第3章组合逻辑电路 ppt课件.ppt
例3-1
➢试分析图3-2所示电路的逻辑功能。
A1
1
解: ⑴由图3-2写出逻 & F3 辑表达式
& F2
F0 A1 A0
A0
1
& F1 & F0
F1 A1 A0 F2 A1 A0
/3/16
东北大学信息学院
8
例3-1
F0 A1 A0 F1 A1 A0
CI
=1
S
& ≥1 1 CO
3.1组合逻辑电路特点及表示方法
➢电路结构特点:
仅由门电路组成; 电路中无记忆元件,输入输出之间无反馈。
A =1 B
CI
=1
S
& ≥1 1 CO
3.1组合逻辑电路特点及表示方法
➢组合逻辑电路的表示方法有:
函数表达式
真值表或功能表
逻辑图
卡诺图
A =1
工作波形图 B
=1
CI & ≥1
F2 A1 A0
F3 A1 A0
⑵列出真值表 表3-1 例3-1真值表
2021/3/16
A1 A0 F0 F1 F2 F3
0 0 1000
0 1 01 0 0
1 0 0010
1 1 0001
东北大学信息学院
9
例3-1
➢⑶确定逻辑功能:
表3-1 例3-1真值表
A1 A0
00 01 10 11
F0 F1 F2 F3
⑵列出真值表
⑶确定逻辑功能
A1 A0
F
00
D0
01
D1
10
D2
11
D3
202➢1/3/电16 路具有选择数东北据大学信输息学入院 功能。
《组合逻辑电路》PPT课件_OK
2021/7/27
25
逻辑代数运算法则
1. 常量与变量的关系
自等律 A 0 A A1 A 0-1律 A 1 1 A 0 0 重叠律 A A A A A A
还原律 A A
互补律 A A 1 A A 0
2. 逻辑代数的基本运算法则
00 11 01 11 01 11 01 11
输入A、B、C有一个为“1”,输出 Y 为“1”。
输入A、B、C全为低电平“0”,输出 Y 为“0”。
2021/7/27
13
逻辑表达式: Y=A+B+C
3. 逻辑关系:“或”逻辑
即:有“1”出
“1”,
逻辑符全号“:0”出“0”
A B C
>1
Y
“或” 门逻辑状态表
X2
组合逻辑电路
Y1
Y2
输出
...
Xn
Yn
组合逻辑电路框图
2021/7/27
29
组合逻辑电路的分析
已知逻辑电路 确定 逻辑功能 分析步骤:
(1) 由逻辑图写出输出端的逻辑表达式 (2) 运用逻辑代数化简或变换 (3) 列逻辑状态表即真值表 (4) 分析逻辑功能
2021/7/27
30
例 1:分析下图的逻辑功能
0 0 10
A B C
>1
Y
01 01 10
00 10 00
“或非”门
1 0 10 1 1 00
逻辑表达式: Y=A+B+C 1 1 1 0
有“1”出“0”,全“0”
出“1”
2021/7/27
第四章组合逻辑电路的分析与设计PPT课件
≥1
Ci
Ai Bi
∑
Si
Ci-1
CI
CO
Ci
=1
Si
14
二、多位数加法器
4位串行进位加法器
C3 S3
S2
S1
S0
Ci Si ∑
Ai Bi Ci-1
Ci Si ∑
Ai Bi Ci-1
Ci Si ∑
Ai Bi Ci-1
Ci Si ∑
Ai Bi Ci-1
A3 B3 C2
A2 B2 C1
A1 B1 C0
A0 B0 C-1
2n≥N
16
二.优先编码器——允许同时输入两个以上信号,并按优先级输出。 集成优先编码器举例——74148(8线-3线)
注意:该电路为反码输出。EI为使能输入端(低电平有效),EO为使能 输出端(高电平有效) ,GS为优先编码工作标志(低电平有效)。
17
EO
GS
A0
A1
A2
≥1
≥1
≥1
≥1
&
&
&
C i A iB iC i 1 A iB iC i 1 A iB iC i 1 A iB iC i 1
A iB i(A i B i)C i- 1
13
S i Ai Bi Ci1
C i A iB i(A i B i)C i -1
根据逻辑表达式画出全加器的逻辑电路图:
Ai Bi
Ci -1
&
=1
串行进位加法器,电路简单,但运算速度慢。 为此产生了超前进位加法器,详见P109。
15
4.3.2 编码器
一.编码器的基本概念及工作原理 编码——将特定的逻辑信号编为一组二进制代码。 能够实现编码功能的逻辑部件称为编码器。 一般而言,N个不同的信号,至少需要n位二 进制数编码。 N和n之间满足下列关系:
组合逻辑电路的设计要求学版PPT课件
27.02.2021
.
10
思考题
1. 用LED显示高低电平时,为什么要串接一个电阻? 该电阻值如何选择?
2. 共阳极与共阴极七段显示发光管有何区别?在使 用上如何处理?
3. 将共阳极七段显示发光管LED改为共阴极七段显 示发光管LED,对电路如何处理?
4. 什么是高有效译码器?什么是低有效译码器?
4. 电子线路设计、实验、测试,谢自美,武汉: 华中科技大学出版社,2000年。
27.02.2021
.
13
数字显示电路
组合逻辑电路设计Biblioteka 27.02.2021.
1
教学意图
数字显示电路实验将传统的四个分离的基本实验: 基本门实验,编码器、译码器、七段显示器实验, 加法器实验和比较器实验综合为一个完整的设计型 的组合电路综合实验。通过本实验要求学生熟悉各 种常用中规模集成电路组合逻辑电路的功能与使用 方法,学会组装和调试各种中规模集成电路组合逻 辑电路,掌握多片中小规模集成电路组合逻辑电路 的级联、功能扩展及综合设计技术,使学生具有数 字系统外围电路、接口电路方面的综合设计能力。
27.02.2021
.
8
功能扩展
3. 将输入8421BCD码转换成为余3码显示。 设计要求:操作面板左侧有10个按键,编号为0到9数字,面
板右侧有2个共阳7段显示器,操作面板如图所示 (P210)。设计一个电路:当你按下按键后,七段显 示器显示按下数字加3的数字。右侧低位7段显示器显示 个位数字,左侧7段显示器显示十位数字。若同时按下 几个按键,优先级别的顺序是9到0。 器件:1个加法器,2个8线—3线优先编码器(74LS148),2 个四2输入与非门和2个显示译码器(74LS47)。
组合逻辑电路的PPT文档共72页
பைடு நூலகம்
31、只有永远躺在泥坑里的人,才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭,生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍,就是一下子不要学很多。——洛克
1、不要轻言放弃,否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人,常是愿意 去做,并愿意去冒险的人。“稳妥”之船,从未能从岸边走远。-戴尔.卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡,喝起来是苦涩的,回味起来却有 久久不会退去的余香。
组合逻辑电路的 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美,我宁愿选择无悔,不管来生多么美丽,我不愿失 去今生对你的记忆,我不求天长地久的美景,我只要生生世世的轮 回里有你。
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(2)、列表达式
Si ? AiBiCi?1 ? AiBiCi?1 ? AiBiCi?1 ? AiBiCi?1 ? Ai(BiCi?1 ? BiCi?1) ? Ai (BiCi?1 ? BiCi?1) ? Ai(Bi ? Ci?1) ? Ai (Bi ? Ci?1) ? Ai ? Bi ? Ci?1
(4)、将逻辑表达式化简或变换
(5)、根据化简或变换后的逻辑表达式,画出逻辑电路图
例一、星空卫视“中国达人秀”海选, 有三名评委。以少数服从多数的原 则判定选手能否通过海选。这个判 决能不能用逻辑关系来实现呢?
评委席
任务分析
两个或两个以上评委同意则该选手顺 利过关,若一位或没有评委同意则该 选手将不能过关
例二:设计一个一位二进制半加器
能对两个1位二进制数进行相加而 得和及进位的逻辑电路称为 半加器。
解:设Ai,Bi为加数,Si为本位上的 和,Ci为向高位的进位
(1)、列真值表
输入Biblioteka 输出Ai Bi Si
Ci
00
01
10
11
(2)、列表达式
(3)、画电路图
Ai
=1
Si
Bi
&
Ci
Si ? Ai Bi ? Ai Bi ? Ai ? Bi Ci ? Ai Bi
写函数 表达式
化简或变换 表达式
画逻辑 电路图
1、认真读题, 把握逻辑关系
把取值为1的项写成与或式
2、设输入输出变量, 定义状态的含义
3、列真值表
目的:减少器件的数量、种类和器
件之间的连接线。减少成本,提高 效率和稳定性
1列表 2得式 3变形 4画图
输入变量 三位评委的评委判定
因果关系
输出变量
选手能否过 关
根据题意确定输入和输出变量
解:设A、B、C为输入变量, 同意用“1”表示,不同意用“ 0” 表示,F为输出变量, F=1表示过 关, F=0 表示没有过关
形成性练习 1、设计一个检测信号灯工作状 态的逻辑电路。每一组信号灯由 红、黄、绿三盏灯组成。正常时, 只能一盏灯亮,否则电路出现故 障,要求逻辑电路发出故障信号, 以提醒维护人员前去修理
情景 星空卫视“中国达人秀”海选,
有三名评委。以少数服从多数的原 则判定选手能否通过海选。这个判 决能不能用逻辑关系来实现呢?
评委席
知识回顾
组合逻辑电路的设计,就是根据给出 的实际逻辑问题求出实现这一逻辑功 能的最佳逻辑电路。
器件的种类最少、 数量最少、连线最 少
组合逻辑电路的设计步骤
(1)、逻辑状态赋值 用逻辑电路实现某一电路的 逻辑功能时,需要分析该事件的因果关系,将“因” 作为逻辑电路的输入,“果”作为逻辑电路的输出, 并用1、0分别代表输入和输出的两种不同状态,称为 逻辑状态赋值 (2)、根据事件的因果关系,列出输入和输出对应的真 值表 (3)、按真值表写出逻辑表达式
2、设计一个含三台设备工作的故障显示 器。要求如下:都正常工作时,绿灯亮; 仅一台设备发生故障时,黄灯亮;两台或 两台以上设备同时发生故障时,红灯亮。
解:设输入变量为 A、B、C, “1”表 示设备出现故障,“ 0”表示无故障 ;设 输出变量为 F1 、F2 、F3, 分别表示绿灯、 黄灯、红灯。令灯亮用“ 1”表示,灯不 亮用“0”表示
拓展练习
设计一个一位二进制全加器
能对两个1位二进制数进行相加并 考虑低位来的进位,即相当于 3个1位 二进制数相加,求得和及进位的逻辑 电路称为全加器。
解:设Ai、Bi为加数, Ci-1为低位来
的进位,Si为本位的和, Ci为向高 位的进位。
(1)、列真值表
输入
输出
Ai B i Ci-1 Si Ci 0 0 0 00
Ci ? Ai BiCi ?1 ? Ai BiCi?1 ? Ai Bi ? ( Ai Bi ? Ai Bi )Ci ?1 ? Ai B ? ( Ai ? Bi )Ci?1 ? Ai Bi
(3)、画电路图
Ai
=1
Bi
Ci-1
=1
Si
&
Ci ≥1 &
小结:组合逻辑电路的设计步骤
实际 逻辑问题
逻辑抽象 列真值表