第5章_组合逻辑电路课件
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第5章数字逻辑电路.ppt
（2）逻辑关系式表示：F=A·B·C
（3）真值表表示：如图表5-1所示
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5.4 基本逻辑门电路
2.“或”逻辑关系 当决定事件的各个条件中只要有一个或一个以上具备时事件就
会发生 图5-10所示，F和A、B、C之间就存在“或”逻辑关系 “或”逻辑也有如上三种表示方法： （1）图5-11所示为“或”逻辑图形符号 （2）逻辑表达式：F=A+B+C （3）真值表：见表5-2
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5.2 数制
5.2.2 二进制数
二进制数只有0和1两个符号。只要能区分两种状态的元件即 可实现。
计数的基数为2，各位数的权是2的幂，计数规律是“逢二进 一”
N位二进制整数的表达示为：
例5.1 一个二进制数10101000， 试求对应的十进制数
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5.2 数制
图5-23是利用三态与非门组成的双向传输通路，改变控制端C 的电平，就可控制信号的传输方向。
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5.4 基本逻辑门电路
3. CMOS门电路 CMOS门电路是由PMOS管和NMOS管构成的一种互补对称场效
应管集成门电路。 下面是几种常用的CMOS门电路的结构和工作原理的简要说明 （1）CMOS与非门：如图5-24所示 当A、B全为1时，T1和T2同时导通，T3和T4同时截止，F=0 当输入端由一个或全为0时，串联的T1和T2必有一个或两个全部截
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5.4 基本逻辑门电路
（5）TTL三态输出与非门电路。简称三态门，图5-20是其逻辑 图形符号。A、B是输入端，C是控制端，F为输出端。输出端除 了可以实现高低电平外，还可以出现高阻状态。
《数电组合逻辑电路》课件
2 设计和分析组合逻辑电路的方法
学习使用真值表、卡诺图和逻辑代数等工具进行组合逻辑电路的设计和分析。
3 应用案例的实际运用
通过实例，了解组合逻辑电路在数字系统和计算机中的应用。
课程大纲
第一章
组合逻辑电路概述
第三章
组合逻辑电路的简化与优化器
组合逻辑电路的基本概念
应用案例分析
在本节中，我们将通过精选的实际应用案例分析，展示组合逻辑电路在数字系统和计算机中的广泛应用。 这些案例将帮助您理解组合逻辑电路的实际应用价值和意义。
常见的组合逻辑电路元器件
组合逻辑电路的元器件有很多种，其中包括逻辑门、触发器、多路选择器等。在本节中，您将熟悉这些 常见的元器件以及它们在组合逻辑电路中的作用。
组合逻辑电路的设计方法
设计一个高效且可靠的组合逻辑电路需要一定的方法和技巧。在本节中，我们将探讨使用真值表、卡诺 图和逻辑代数等工具来进行组合逻辑电路的设计与优化。
组合逻辑电路由多个逻辑门电路组合而成，其输出仅取决于输入的当前状态。 在本节中，您将了解组合逻辑电路的基本概念，如逻辑运算、布尔代数、真 值表等。
组合逻辑电路的分类
根据功能和结构的不同，组合逻辑电路可以被分为多个子类。常见的分类包括编码器、解码器、多路选 择器、加法器等。通过本节，您将深入了解不同类型的组合逻辑电路及其应用。
《数电组合逻辑电路》 PPT课件
欢迎来到《数电组合逻辑电路》课程PPT课件！在本课程中，我们将深入探 讨组合逻辑电路的基本概念、分类、设计方法以及实际应用案例分析。让我 们一起开始这段有趣而充满成就感的学习之旅吧！
课程目标
通过本课程，您将学习到：
1 组合逻辑电路的基本原理和概念
掌握组合逻辑电路中的AND、OR、NOT等基本门电路的工作原理和特性。
学习使用真值表、卡诺图和逻辑代数等工具进行组合逻辑电路的设计和分析。
3 应用案例的实际运用
通过实例，了解组合逻辑电路在数字系统和计算机中的应用。
课程大纲
第一章
组合逻辑电路概述
第三章
组合逻辑电路的简化与优化器
组合逻辑电路的基本概念
应用案例分析
在本节中，我们将通过精选的实际应用案例分析，展示组合逻辑电路在数字系统和计算机中的广泛应用。 这些案例将帮助您理解组合逻辑电路的实际应用价值和意义。
常见的组合逻辑电路元器件
组合逻辑电路的元器件有很多种，其中包括逻辑门、触发器、多路选择器等。在本节中，您将熟悉这些 常见的元器件以及它们在组合逻辑电路中的作用。
组合逻辑电路的设计方法
设计一个高效且可靠的组合逻辑电路需要一定的方法和技巧。在本节中，我们将探讨使用真值表、卡诺 图和逻辑代数等工具来进行组合逻辑电路的设计与优化。
组合逻辑电路由多个逻辑门电路组合而成，其输出仅取决于输入的当前状态。 在本节中，您将了解组合逻辑电路的基本概念，如逻辑运算、布尔代数、真 值表等。
组合逻辑电路的分类
根据功能和结构的不同，组合逻辑电路可以被分为多个子类。常见的分类包括编码器、解码器、多路选 择器、加法器等。通过本节，您将深入了解不同类型的组合逻辑电路及其应用。
《数电组合逻辑电路》 PPT课件
欢迎来到《数电组合逻辑电路》课程PPT课件！在本课程中，我们将深入探 讨组合逻辑电路的基本概念、分类、设计方法以及实际应用案例分析。让我 们一起开始这段有趣而充满成就感的学习之旅吧！
课程目标
通过本课程，您将学习到：
1 组合逻辑电路的基本原理和概念
掌握组合逻辑电路中的AND、OR、NOT等基本门电路的工作原理和特性。
第五章 组合逻辑电路的VHDL语言描述
BEGIN
PROCESS ( a, datain ) BEGIN IF ( datain = '1' ) THEN dataout <= '0' ; ELSE dataout <= '1' ; END IF ; END PROCESS ; END ARCHITECTURE behavioral_2 ; --RTL描述方式 ,MAX中需要加入时钟a
第5章
组合逻辑电路的VHDL描述
仿真波形
第5章
组合逻辑电路的VHDL描述
5.1.5 2输入同或门电路
LIBRARY IEEE ; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ; ENTITY cynxor2 IS PORT ( datain1, datain2 : IN STD_LOGIC ; dataout : OUT STD_LOGIC ) ; END ENTITY cynxor2 ; ARCHITECTURE behavioral OF cynxor2 IS BEGIN
END ENTITY cyxor2 ;
ARCHITECTURE behavioral OF cyxor2 IS BEGIN dataout <= datain1 XOR datain2 ; END ARCHITECTURE behavioral ;
第5章
组合逻辑电路的VHDL描述
LIBRARY IEEE ;
第5章
组合逻辑电路的VHDL描述
LIBRARY IEEE ; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ;
ENTITY cynot IS
PORT ( a, datain : IN STD_LOGIC ; END ENTITY cynot ; ARCHITECTURE behavioral_2 OF cynot IS dataout : OUT STD_LOGIC ) ;
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。
《组合逻辑电路》课件
常见的逻辑门
与门
与门只有当所有输入 信号均为高电平时或门只要有一个输入 信号为高电平，输出 信号就为高电平。
非门
非门将输入信号取反， 输出信号与输入信号 相反。
异或门
异或门只有当输入信 号中有且仅有一个信 号为高电平时，输出 信号才为高电平。
组合逻辑电路的设计示例
4位全加器
4位全加器能够对两个4位二进制数进行相加， 并输出相应的和与进位。
8位选择器
8位选择器根据控制信号选择对应的输入信号输 出。
4位比较器
4位比较器用于比较两个4位二进制数的大小， 并输出相应的比较结果。
7段数码管译码器
7段数码管译码器将二进制输入信号转换为7段 数码管上的显示。
总结
组合逻辑电路是电路设计中的重要组成部分，它通过逻辑门等实现输入输出 的转换和处理。分析问题、求最简式、选择逻辑门是组合逻辑电路设计的核 心方法。
组合逻辑电路的基本元件
逻辑门
逻辑门是组合逻辑电路中的基本构建块，如与门、 或门、非门、异或门等。
多路选择器
多路选择器可以根据输入信号的值，选择特定的 输出信号。
解码器
解码器将输入信号转换为对应的输出线路。
编码器
编码器将多个输入信号编码为较少的输出信号。
组合逻辑电路的设计方法
1. 理解问题并确定输入输出要求。 2. 将输入输出转化为逻辑函数。 3. 求出逻辑函数的最简式。 4. 根据最简式选择逻辑门和组成电路。
《组合逻辑电路》PPT课 件
欢迎来到《组合逻辑电路》的PPT课件。想要深入了解什么是组合逻辑电路 以及它的基本元件和设计方法吗？让我们一起开始探索吧！
什么是组合逻辑电路？
组合逻辑电路是由输入端口和输出端口组成的电路，它们用于将输入端口上的信号转换为输出端口的状态。与 存储器不同，组合逻辑电路只考虑当前输入产生的输出。
《组合逻辑电路》PPT课件
Y1
Y0
19
2-4译码器 功能表
E
A B
2-4 译码器
YYYY3210
E
E AB 0 00 0 01
Y3 Y2 Y1 Y0 1110 1101
0 10 1 0 1 1
Y3=A B E=M3 E B A Y2=A B E=M2 E Y1=A B E=M1 E Y0=A B E=M0 E
0 11 0 1 1 1 1 ** 1 1 1 1
X3
Y2
X2
X1
Y1
X0 EO
精选ppt
X3 4-2
X2 编
Y2
X1 码
X0 器
Y1
E0
X3 X2 X1 X0 Y1 Y0 EO 1111 00 0 1110 00 1 1101 01 1 1011 10 1 0111 11 1
10
74LS148 8-3优先编码器
精选ppt
11
74LS148 8-3优先编码器
1 E A B C D精选ppt
08 91 120 131 142 153 164 175
74LS138(H)
E1 E21 E22 A B C
25
74LS139 DUAL 2-4译码器
0123
74LS139
E AB
0123
74LS139
E AB
精选ppt
26
用2-4译码器实现4-16译码器
0123
精选ppt
Ei 0 1 2 3 4 5 6 7
15
74LS147 10-BCD编码器
• 输入1~9, 低有效 • 输出为0~9的BCD码, 低有效 • 无有效输入时输出0的BCD码 • 是优先编码器, 9的优先级最高 • 问题: 可否作为8-3优先编码器? 如果可以,
《组合逻辑电路的设计》公开课PPT课件
P ABC
A B C
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 ≥1 1 1 0 1 1
L
0 1 1 1 1 1 L 1 0
L AP BP CP
A ABC B ABC C ABC
& & &
2、化简表达式
A P & L ABC( A B C ) BC AB AC B C 3、由表达式列出真值表
1
1 1
1
1 1
0
1 1
1
0 1
0
0 1
ABCD
由真值表写出逻辑表达式
Z ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD
ABCD ABCD ABCD
化简或转换逻辑函数表达式
● 化简
Z AB CD BC AD
化简或转换逻辑函数表达式
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
形成性练习
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。假设我们是电子设计师，帮他 们设计一个电路能够体现评委判定和选手 是否过关之间的逻辑关系。
C 0 0 1 1
D 0 1 0 1
血型 O型 B型 A型 AB型
以变量Z表示配型结果
Z=1表示血型相配，可以输血
Z=0表示血型不配，不可以输血
以变量Z表示配型结果
Z=1表示血型相配，可以输血 根据题意确定输入和输出变量 Z=0表示血型不配，不可以输血
A B C
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 ≥1 1 1 0 1 1
L
0 1 1 1 1 1 L 1 0
L AP BP CP
A ABC B ABC C ABC
& & &
2、化简表达式
A P & L ABC( A B C ) BC AB AC B C 3、由表达式列出真值表
1
1 1
1
1 1
0
1 1
1
0 1
0
0 1
ABCD
由真值表写出逻辑表达式
Z ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD
ABCD ABCD ABCD
化简或转换逻辑函数表达式
● 化简
Z AB CD BC AD
化简或转换逻辑函数表达式
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
形成性练习
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。假设我们是电子设计师，帮他 们设计一个电路能够体现评委判定和选手 是否过关之间的逻辑关系。
C 0 0 1 1
D 0 1 0 1
血型 O型 B型 A型 AB型
以变量Z表示配型结果
Z=1表示血型相配，可以输血
Z=0表示血型不配，不可以输血
以变量Z表示配型结果
Z=1表示血型相配，可以输血 根据题意确定输入和输出变量 Z=0表示血型不配，不可以输血
第5章 组合逻辑电路(combinational logic)
o <= ‘1’ when a=’1’ and b =’1’ else ‘0’; 这表示当输入端信号a及信号b都是逻辑’1’时，输出信号o才会为’1’，否则 输出信号o都是’0’。由此可以画出其真值表如表5—1所示。
表 5-1
a
b
C
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
l
1
由真值表可得知它也是一个and gate。 ‘ 当 然 两 种 表 示 法 各 有 优 劣 ，第 一 种 表 示法 相 当 简 洁 ，一 眼 看 去 便 知 道 是 一 个 双输入的and gate。在输入端扩充时也相当明确，例如4输入的and gate其表示 成：
( ‘0’, ‘0’, ‘0’, ‘0’, ‘0’, ‘0’, ‘0’, ‘0’, ‘0’ ), --|L|
( ‘U’, ‘X’, ‘0’, ‘1’, ‘X’, ‘X’, ‘0’, ‘1’, ‘X’ ), --|H|
( ‘U’, ‘X’, ‘0’, ‘X’, ‘X’, ‘X’, ‘0’, ‘X’, ‘X’ ), --|-|
( ‘U’, ‘U’, ‘0’, ‘U’, ‘U’, ‘U’, ‘0’, ‘U’, ‘U’ ), --|U|
( ‘U’, ‘X’, ‘0’, ‘X’, ‘X’, ‘X’, ‘0’, ‘X’, ‘X’ ), --|X|
( ‘0’, ‘0’, ‘0’, ‘0’, ‘0’, ‘0’, ‘0’, ‘0’, ‘0’ ), --|0|
设计起来就太麻烦了，设计者可能要重写许多function来处理一些像and、or、
not等最基本的功能。
事实上如果你声明的a、b、o、o1都是std_logic，在compile时仍然不会出 现 任 何 错 误 信 息 ， 这 又 是 为 什 么 呢 ?原 因 是 std_logic及 UX01都 是 由 基 本 类 型 std_ulogic所衍生的子数据类型。在IEEE的std_logic_1164 package中，虽然没 有一个如下所示的function：
数字电子技术基础组合逻辑电路ppt课件
通常数据分配器有一根输入线，n根地址控制线，2n根数据输出线，因此根据输出线的个数也称为2n路数据分配器
用74LS138译码器实现的数据分配器
译码器的三个输入端A2 、A1 、A0作为选择通道用的地址信号输入，八个输出端作为数据输出通道，三个控制端接法如下：
74HC4511引脚图
74HC4511是常用的CMOS七段显示译码器， A3、A2、 A1、A0为输入端，输入8421BCD码，a～g为七段输出，输出高电平有效，可用来驱动共阴极LED数码管。
为测试输入端，低电平有效，当
时a～g输出全为1，用于检查译码器和LED
数码管是否能正常工作。
数据时，可强制将不需要显示的位消去。如四位数码管，某时刻只需显示最低的两位数据，则可以让最高两位数据的
例2
用74LS138实现逻辑函数
。
解：
将函数表达式写成最小项之和
将输入变量A、B、C分别接入输入端，注意高位和低位的接法，使能端接有效电平，由于74LS138输出为反码输出，需要再将F变换一下：
逻辑电路图
注意：使用中规模集成译码器实现逻辑函数时，译码器的输入端个数要和逻辑函数变量的个数相同，并且需要将逻辑函数化成最小项表达式。
3.2.2 组合逻辑电路的设计方法
根据给定的逻辑功能要求，设计出能实现这 个功能要求的逻辑电路。
实现的电路要最简，即所用器件品种最少、数量最少、连线最少。
要求：
（1）根据设计要求确定输入输出变量并逻辑赋 写出真值表。
（2）由真值表写出逻辑函数表达式并化简或转换。
（3）选用合适的器件画出逻辑图。
2．二-十进制译码器
常用的有8421BCD码集成译码器74HC42，
数字电路与逻辑设计05-1
目前随着半导体工业的飞速发展，中规模集 成电路已经逐渐淡出历史舞台，取而代之的 是集成度更高，功能更为强大，使用更为灵 活的CPLD/FPGA器件或者专用的ASIC器件。但 中规模集成电路中采用的一些常用的逻辑功 能，对于数字系统的设计和模块划分仍然具 有指导借鉴意义。 为了兼顾通用性，中规模集成电路的逻辑功 能多是根据实际应用中的功能需求为基础而 设计出来的，如同高级程序设计语言中的顺 序，选择，循环三大类控制语句一样。
常用逻辑功能模块
译码器
编码器
数据选择器 全加器
比较器
5-2
组合逻辑电路分析
依据给定逻辑电路，找出其输出与输入之间的 逻辑关系。通过分析，评价电路设计的优劣， 吸取优秀的设计思想或者给出改进意见。
• 组合逻辑电路分析的一般步骤：
依据电路写出输出函数表达式，对表达式进行 化简，列写真值表，对其功能进行评述。
注意：分析组合逻辑电路，应熟悉常用的各种逻 辑符号（如逻辑门符号以及中规模电路符号）及 其功能。
数字电路与逻辑设计
张林行
带着问题去学习
1、什么是组合逻辑电路？有何特点？ 2、如何分析给定组合逻辑电路的功能？ 3、组合逻辑的设计步骤？ 4、在组合逻辑设计过程中， design 与synthesis有什么不同？ 5、实现组合逻辑有哪些方式？针对不同的实 现方式，设计方法有什么不同？
吉林大学仪器科学与电气工程学院：数字电路与逻辑设计
组合逻辑电路特点：
1. 功能：任意时刻的输出仅取决于输入 2. 电路结构：不含存储或记忆元件
a1 a2
组合逻辑电路
y1
y2
an
组合逻辑电路的框图
ym
组合逻辑电路的输入/输出关 系可以用逻辑函数来表示。
组合逻辑电路介绍课件
高设计效率
数字电子技术的发展趋势
集成化：芯片集成度越来越高，功 能越来越强大
智能化：人工智能、机器学习等技术 的应用，使数字电子技术更加智能化
网络化：物联网、5G等网络技术的 发展，使数字电子技术更加网络化
绿色化：节能、环保、低功耗等技术 的发展，使数字电子技术更加绿色化
组合逻辑电路的未来应用
集成电路的 发展：随着 集成电路技 术的进步， 组合逻辑电 路的应用将 更加广泛。
1 的组合逻辑电路， 用于实现两个二进 制数相加的操作。
2 加法器的输入是两 个二进制数，输出 是相加的结果。
加法器可以分为半加 器和全加器，半加器
3 只能实现两个一位二 进制数相加，全加器 可以实现两个多位二 进制数相加。
4 加法器在计算机、 电子设备等领域有 着广泛的应用。
编码器
编码器是一种将输入信号转换 01 为二进制代码的组合逻辑电路。
功能实现：通过组 合逻辑电路可以实 现各种逻辑功能
电路类型：包括组 合逻辑电路和时序 逻辑电路，组合逻 辑电路只处理当前 输入信号，不涉及 时序问题。
组合逻辑电路的应用
数字电路：用于 实现各种数字逻 辑功能，如加法 器、乘法器等。
计算机：用于实 现计算机的算术
逻辑单元 （ALU）、控制
器等。
通信系统：用于 实现信号的编码、 解码、调制、解
物联网技术 的应用：组 合逻辑电路 将在物联网 设备中发挥 重要作用， 实现设备的 智能化和网 络化。
人工智能技 术的应用： 组合逻辑电 路将在人工 智能领域发 挥重要作用， 实现机器的 智能化和自 主化。
生物技术的 应用：组合 逻辑电路将 在生物技术 领域发挥重 要作用，实 现生物技术 的智能化和 自动化。
数字电子技术的发展趋势
集成化：芯片集成度越来越高，功 能越来越强大
智能化：人工智能、机器学习等技术 的应用，使数字电子技术更加智能化
网络化：物联网、5G等网络技术的 发展，使数字电子技术更加网络化
绿色化：节能、环保、低功耗等技术 的发展，使数字电子技术更加绿色化
组合逻辑电路的未来应用
集成电路的 发展：随着 集成电路技 术的进步， 组合逻辑电 路的应用将 更加广泛。
1 的组合逻辑电路， 用于实现两个二进 制数相加的操作。
2 加法器的输入是两 个二进制数，输出 是相加的结果。
加法器可以分为半加 器和全加器，半加器
3 只能实现两个一位二 进制数相加，全加器 可以实现两个多位二 进制数相加。
4 加法器在计算机、 电子设备等领域有 着广泛的应用。
编码器
编码器是一种将输入信号转换 01 为二进制代码的组合逻辑电路。
功能实现：通过组 合逻辑电路可以实 现各种逻辑功能
电路类型：包括组 合逻辑电路和时序 逻辑电路，组合逻 辑电路只处理当前 输入信号，不涉及 时序问题。
组合逻辑电路的应用
数字电路：用于 实现各种数字逻 辑功能，如加法 器、乘法器等。
计算机：用于实 现计算机的算术
逻辑单元 （ALU）、控制
器等。
通信系统：用于 实现信号的编码、 解码、调制、解
物联网技术 的应用：组 合逻辑电路 将在物联网 设备中发挥 重要作用， 实现设备的 智能化和网 络化。
人工智能技 术的应用： 组合逻辑电 路将在人工 智能领域发 挥重要作用， 实现机器的 智能化和自 主化。
生物技术的 应用：组合 逻辑电路将 在生物技术 领域发挥重 要作用，实 现生物技术 的智能化和 自动化。
第5章_VHDL时序电路+状态机+交通灯
时序逻辑电路设计
读懂每一个时序电路的VHDL程 序，能够熟练进行分析。 能够根据已知功能写出相关的 VHDL程序。
重点内容： • 时序逻辑电路的基本概念 • 触发器 • 寄存器 • 计数器
时钟信号
任何时序电路都以时钟信号为驱动信号， 时序电路仅在时钟信号的边沿到来时，其 状态才发生改变。因此，时钟信号通常是 描述时序电路程序的执行条件. 另外，时序电路也总是以时钟进程的形式 进行描述的。
（三）.计数器
1.计数器简介
定义： 数字电路中用来记忆时钟脉冲个数的逻辑电 路。 原理：采用几个触发器的状态，按照一定规 律随时钟变化来记忆时钟的个数。 计数器的模：一个计数器所能记忆时钟脉冲 的最大数目。
1.计数器简介
计数器的分类
1、同步计数器、异步计数器。
2、加法计数器、减法计数器和可逆计数器。
IF (clk′EVENT AND clk=′0′) THEN WAIT UNTIL clk=‘0’; IF (clk’last_value=‘1’ AND clk’event AND clk=‘0’) THEN
IF (falling_edge(clk)) THEN
复位信号
同步复位，就是当复位信号有效且在给 定的时钟边沿到来时，触发器才被复位 。换一句话说，即使复位信号有效，如 果时钟脉冲边沿未到来，触发器也不会 复位。 非同步复位则不同，一旦复位信号有效 ，触发器就立即复位。
第5章 VHDL基本逻辑电路设计
--时序逻辑电路
时序逻辑电路概述
回顾：
组合逻辑电路：任意时刻的输出仅取决于该 时刻数据的输入，与电路原来的状态无关。 时序逻辑电路：是指数字电路在任何时刻的 输出不仅取决于当时的输入信号，而且还取决 于电路原来的状态，或者说和以前的输入有关。
第五章 组合逻辑电路
7
三．数据选择器的应用 1．数据选择器的扩展 作为一种集成器件，最大规模的数据选择器是 16选1 。 如果需要更大规模的数据选择器，可通过扩展实现。
用 74LS153 扩展成的 8 选 1 的数据选择器电路如图 2.13 所 示。当 A2=0 时，左 4 选 1 数据选择工作，通过 A1A0 选择 D0 、 D1 、 D2 、 D3 中的一个由 1Y 输出到 Y 。当 A2=1 时，右 4 选 1 数据选择工作，通过 A1A0 选择 D4 、 D5 、 D6 、 D7 中的一个 由2Y输出到Y。 若采用74LS253，则将1Y和2Y直接连接即可。以此类推， 两片8选1的数据选择器可以扩展为16选1，两片16选1可以 扩展为32选1数据选择器。
& A B C & P & & Ý 1 ¡ L
解：（1）由逻辑图逐级写出逻辑表达式。
P ABC
L AP BP CP A ABC B ABC C ABC
（2）化简与变换。
L ABC( A B C) ABC A B C ABC ABC
（3）由表达式列出真值表 （4）逻辑功能分析 可知，当 A 、 B 、 C 三个变 量不一致时，输出为“ 1” ， 该电路称为“不一致电路”
F ( X , Y , Z ) m(1,2,3,4,5,6)
解法 1 ：作逻辑函数 的真值表（由于此时做 成 表 2.7 的 形 式 有 一 定 困 难 ， 可 以 写 成 表 2.8 的形式）
设A1=X；A0=Y；由真 值表，并比较Z与L的关 系可得：D0=Z， D1=D2=1，D3= Z 。 （逻辑图略）
二．组合逻辑电路框图表示
任一组合逻辑电路均可以由以下逻辑框图表示。
《组合逻辑电路设计》课件
《组合逻辑电路设计》ppt 课件
目录
• 组合逻辑电路概述 • 组合逻辑电路设计方法 • 常用组合逻辑电路设计 • 组合逻辑电路的分析 • 组合逻辑电路的实现
01 组合逻辑电路概 述
组合逻辑电路的定义
01
02
03
组合逻辑电路
由门电路组成的数字电路 ，其输出仅与当前的输入 有关，而与之前的输入无 关。
04 组合逻辑电路的 分析
组合逻辑电路的分析步骤
确定输入和输出变量
首先需要确定组合逻辑电路的输入和 输出变量，以便了解电路的功能需求 。
பைடு நூலகம்
列出真值表
根据输入和输出变量的取值，列出组 合逻辑电路的真值表，以便了解电路 在不同输入下的输出情况。
化简逻辑表达式
根据真值表，化简输出函数的逻辑表 达式，以便了解电路的逻辑关系。
分析电路的完备性
检查电路是否实现了所需的功能，并 确定是否存在冗余的元件或不必要的 电路结构。
组合逻辑电路的分析实例
实例一
2-2=1的组合逻辑电路：该电路有两个输入 变量A和B，一个输出变量Y，满足条件A和 B不同时为1时Y为0，其他情况下Y为1。通 过分析可以得出输出函数的逻辑表达式为 Y=A'B'+AB。
THANKS
感谢观看
特点
无记忆功能，仅根据当前 的输入确定输出。
应用
如编码器、译码器、多路 选择器等。
组合逻辑电路的基本组成
门电路
是构成组合逻辑电路的基本单元，如AND门、OR 门、NOT门等。
输入和输出
组合逻辑电路有多个输入和输出，输入用于接收 外部信号，输出用于传递处理后的信号。
连线
连接门电路，将输入与输出连接起来，实现信号 的传递和处理。
目录
• 组合逻辑电路概述 • 组合逻辑电路设计方法 • 常用组合逻辑电路设计 • 组合逻辑电路的分析 • 组合逻辑电路的实现
01 组合逻辑电路概 述
组合逻辑电路的定义
01
02
03
组合逻辑电路
由门电路组成的数字电路 ，其输出仅与当前的输入 有关，而与之前的输入无 关。
04 组合逻辑电路的 分析
组合逻辑电路的分析步骤
确定输入和输出变量
首先需要确定组合逻辑电路的输入和 输出变量，以便了解电路的功能需求 。
பைடு நூலகம்
列出真值表
根据输入和输出变量的取值，列出组 合逻辑电路的真值表，以便了解电路 在不同输入下的输出情况。
化简逻辑表达式
根据真值表，化简输出函数的逻辑表 达式，以便了解电路的逻辑关系。
分析电路的完备性
检查电路是否实现了所需的功能，并 确定是否存在冗余的元件或不必要的 电路结构。
组合逻辑电路的分析实例
实例一
2-2=1的组合逻辑电路：该电路有两个输入 变量A和B，一个输出变量Y，满足条件A和 B不同时为1时Y为0，其他情况下Y为1。通 过分析可以得出输出函数的逻辑表达式为 Y=A'B'+AB。
THANKS
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特点
无记忆功能，仅根据当前 的输入确定输出。
应用
如编码器、译码器、多路 选择器等。
组合逻辑电路的基本组成
门电路
是构成组合逻辑电路的基本单元，如AND门、OR 门、NOT门等。
输入和输出
组合逻辑电路有多个输入和输出，输入用于接收 外部信号，输出用于传递处理后的信号。
连线
连接门电路，将输入与输出连接起来，实现信号 的传递和处理。
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...
组合逻辑电路的分析
已知逻辑电路 分析步骤：
(1) 由逻辑图写出输出端的逻辑表达式 (2) 运用逻辑代数或卡诺图进行化简或变换 (3) 列真值表 (4) 分析逻辑功能
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确定
逻辑功能
例 1：分析下图的逻辑功能
&
Y2
A A B
&
A B
. .
&
Y1
.
&
Y
AB
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(4)
画出逻辑图
Y2 。 &
Y1
。 &
Y0
。 &
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
总目录 章目录 返回
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译码器
译码是编码的反过程，它是将代码的组合译成一个 特定的输出信号。 n 变量译码 ：n位-2 线译码器， 3线-8线、4线-16线。 器 通用译码器 译 码 变换译码器：将二-十进制代码 译成十进制数。 器 显示译码器 ：它是与几套显示器（共阴、共阳、
上一页 下一页
15.2 中规模组合逻辑电路的应用
常用的编码器:二进制编码器、二—十进制编码器、优
先编码器等
普通编码器：任何时候只允许输入一个有效编码信号，
否则输出就会发生混乱。
优先编码器：允许同时输入两个以上的有效编码信号。
当同时输入几个有效编码信号时，优先编码器能按预先 设定的优先级别，只对其中优先权最高的一个进行编码。
1
0 1 1 1 1 1
1
1 1 1 1 1 1
1
1 1 0 1 1 0
0
0 0 1
0
1 1 0上一页 下一页
总目录 章目录 返回
根据真值表写函数表达式: Y2=I4+I5+I6+I7 Y1=I2+I3+I6+I7 Y0=I1+I3+I5+I7
总目录 章目录 返回
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转换成“与非”式
Y2=I4+I5+I6+I7=I4I5I6I7 Y1=I2+I3+I6+I7=I2I3I6I7 Y0=I1+I3+I5+I7=I1I3I5I7
第15章 组合逻辑电路
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15.1 组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路：由若干个基本门电路组合而 成，其任何时刻电路的输出状态只取决于该时刻的 输入状态，而与该时刻以前的电路状态无关。
输入
A0 A1 An-1
组合逻辑电路
Y0 Y1 Ym-1
输出
组合逻辑电路框图
Y0 F0 ( A0 , A1 , , An 1 ) Y F ( A , A , , A ) 1 1 0 1 n 1 Y F A 组合逻辑电路表达式 Ym 1 Fm 1 ( A0 , A1 , , An 1 ) 总目录 章目录 返回 上一页 下一页
A A B B A B
反演律
A B A B
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
Y A B A B
(3) 列逻辑状态表
A
0 0 1 1 (4)
B
0 1 0 1
Y
0 1 1 0
Y A B A B A B
A B
=1 逻辑符号 逻辑式
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
15.2 中规模组合逻辑电路的应用
编码：把二进制码按一定规律编排，使每组代码具有一
特定的含义。
编码器：具有编码功能的逻辑电路称为。
n位二进制代码有2n个状态，可以表示2n个信息，对N个 信号进行编码时，按照公式2n>N来确定所使用的二进制 代码的位数n。
总目录 章目录 返回
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Y A B A B
(2)
列逻辑状态表
A
0 0 1 1
B
0 1 0 1
Y
1 0 0 1
Y A B A B A B
逻辑式
(3) 分析逻辑功能
输入相同输出为“1”,输入相异输出 为“0”,称为“判一致电路”(“同或门”) ,可 用于判断各输入端的状态是否相同。
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Y0
&
A2 A2 A1 A1 A0 A0
Y1
&
Y2
&
Y3
&
Y4
&
Y5
&
Y6
&
Y7
&
1
A2
1
A1
1
A0
逻辑图
总目录 章目录 返回
上一页 下一页
中规模通用译码器 两个3-8线译码器转4-16线译码器
总目录 章目录 返回
上一页 下一页
电路图
总目录 章目录 返回
上一页 下一页
总目录 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ目录 返回
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一、 二进制编码器
二进制编码器:由n位二进制数来表示2n个信号的电路。
8线-3线编码器
八个输入
I0 I1 I2 I7 .
三位输出
输入：用I0~I7表示0~7这8 个数字，低电平有效； 输出：用Y0、Y1、Y2表示 ，高电平有效。
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Y0 A2 A1 A0 m0 Y1 A2 A1 A0 m1 Y2 A2 A1 A0 m2 Y A A A m 3 2 1 0 3 Y4 A2 A1 A0 m4 Y5 A2 A1 A0 m5 Y A A A m 2 1 0 6 6 Y7 A2 A1 A0 m7
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真值表
A2 0 0 0 0 1 1 1 1 A1 0 0 1 1 0 0 1 1 A0 0 1 0 1 0 1 0 1 Y0 1 0 0 0 0 0 0 0 Y1 0 1 0 0 0 0 0 0 Y2 0 0 1 0 0 0 0 0 Y3 0 0 0 1 0 0 0 0 Y4 0 0 0 0 1 0 0 0 Y5 0 0 0 0 0 1 0 0 Y6 0 0 0 0 0 0 1 0 Y7 0 0 0 0 0 0 0 1
真值表
总目录 章目录 返回
上一页 下一页
逻辑关系表达式
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BCD七段显示译码器
功能 ：把机器中运行的二-十进制BCD码直接译成能显示十
进制数的代码，并通过显示器显示出来。 七段显示器通过七段笔画亮灭的不同组合实现对0-9十个十进制 字符的显示
a b a f e d g b c c d a b c d e f g h e f (a) g h 外形图 (b) 共阴极 a b c d e f g h (c) 共阳极 +VCC
Y
分析逻辑功能
输入相同输出为“0”，输入相异输出为 “1”， 为“异或”逻辑关系。这种电路称“异或”门。
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例 2：分析下图的逻辑功能
A
B
&
AB
&
AB
1
&
A
1
Y
B
化简
(1) 写出逻辑式Y A B A B A B A B A B A B
Y3
BAB
(1)
写出逻辑表达式
Y Y2 Y3
A A B B A B
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(2)
应用逻辑代数化简
Y A A B B A B A A B B A B
反演律
A A B B A B
编 码 器
Y0 Y1 Y2
真 值
十进 制数
0 1
表
输 出
Y2 Y1 Y0 0 0 0
说明：输入低电平有效,Y2为最高位。当某一个输入端为低电平 时，就输出与该输入端相对应的3位二进制代码。
I7 I6 I5 1 1 1
输 入 I 4 I3 I2 I 1 I0
1 1 0 1
1
1 2 1 3 0 4
1
1 1 0 1 1 1
{
{
CMOS显示器）配套使用的译码器。
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通用译码器的原理
二进制译码器：
(1)定义(功能)：设二进制译码器的输入端为n个，则输出端 为2n个，且对应于输入代码的每一种组合，2n个输出中只有 一个为1（或为0），其余全为0（或为1）。 举例：高电平有效的3线-8线译码器
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四个输入端，七个输出端； 两种输出方式：高电平有效和低电平有效 。
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