有比组合逻辑-PPT文档资料
合集下载
第4章组合逻辑函数.ppt
Y4 ( A2 A1A0 ) m4
Y1 ( A2 A1A0 ) m1
Y5 ( A2 A1A0 ) m5
Y2 ( A2 A1A0 ) m2
Y6 ( A2 A1A0 ) m6
Y3 ( A2 A1A0 ) m3
Z13’输出低电平
43
4. 二进制译码器的主要特点 功能特点： 输出端提供全部最小项 电路特点： 与门(原变量输出)
与非门(反变量输出)
44
二、二－十进制译码器 输入端：4 输出端：10
二-十进制译码器的输入是十进制数的4位二进制
编码（BCD码），分别用A3、A2、A1、A0表示；输
出的是与10个十进制数字相对应的10个信号，用
① 确定输入变量不同取值时功能是否满足要求； ② 变换电路的结构形式(如：与或 与非-与非)； ③ 得到输出函数的标准与或表达式，以便用 MSI、
LSI 实现； ④ 得到其功能的逻辑描述，以便用于包括该电路的系
统分析。
8
逻辑图
出从 逐输 1 级入 写到 出输
逻辑表
达式
化 简
2
最简与或
表达式
Y1 ( AB) Y2 (BC)
Y
Y3 (CA)
1
Y (Y1Y2Y3) (( AB)(BC)(CA))
2
Y AB BC CA9来自最简与或 表达式3
真值表
4
电路的逻 辑功能
Y AB BC CA
3
当输入A、B、
0
C中有2个或3
0
个为1时，输 出Y为1，否则
0 1
4
输出Y为0。所 以这个电路实
Y0 ((DB)(DC)) DB DC
有比组合逻辑
S G
pFET饱和，nFET非饱和
D D G S
I Dn (非饱和）＝I Dp (饱和）
n
2(V 2
DD
VTn )VOL＋VOL
2
2 V
p
2
DD | VTp
|2
VOL (VDD VTn ) (VDD VTn )
p n
(VDD | VTn |)2
准nMOS的VOL与何种因素有关？
DCVSL:AND-NAND
AB A B
DCVSL:瞬态响应
2.5
Voltage [V]
AB
1.5
AB
A,B A, B
0.5
-0.50
0.2 延时197ps
0.4 0.6 Time [ns]
0.8
1.0
器件参数：M1、M2为1μm / 0.25μm M 3、M4为0.5μm / 0.25μm pFET为1.5μm / 0.25μm
– 直流与开关特性非对称
DCVSL:功能
差分串联电压开关逻辑（Differential Cascode Voltage Switch Logic）
VDD
DCVSL：
差分串联电 压开关逻辑
VDD
特点
输入与输出信号同
M1
M2
为双轨
同时实现反相门和
同相门
Out A A B B Out
优点
PDN1 PDN2
伪nMOS特点
• 优点
– 电路简单，需要FET数少，少占用芯片面积
• CMOS门：N个输入需要2N个FET • 伪nMOS门：N个输入需要N+1个FET
– 适用于版图面积受限或者扇入很大的特殊场合 • 缺点
pFET饱和，nFET非饱和
D D G S
I Dn (非饱和）＝I Dp (饱和）
n
2(V 2
DD
VTn )VOL＋VOL
2
2 V
p
2
DD | VTp
|2
VOL (VDD VTn ) (VDD VTn )
p n
(VDD | VTn |)2
准nMOS的VOL与何种因素有关？
DCVSL:AND-NAND
AB A B
DCVSL:瞬态响应
2.5
Voltage [V]
AB
1.5
AB
A,B A, B
0.5
-0.50
0.2 延时197ps
0.4 0.6 Time [ns]
0.8
1.0
器件参数：M1、M2为1μm / 0.25μm M 3、M4为0.5μm / 0.25μm pFET为1.5μm / 0.25μm
– 直流与开关特性非对称
DCVSL:功能
差分串联电压开关逻辑（Differential Cascode Voltage Switch Logic）
VDD
DCVSL：
差分串联电 压开关逻辑
VDD
特点
输入与输出信号同
M1
M2
为双轨
同时实现反相门和
同相门
Out A A B B Out
优点
PDN1 PDN2
伪nMOS特点
• 优点
– 电路简单，需要FET数少，少占用芯片面积
• CMOS门：N个输入需要2N个FET • 伪nMOS门：N个输入需要N+1个FET
– 适用于版图面积受限或者扇入很大的特殊场合 • 缺点
第四章-组合逻辑电路PPT课件
输入 G3 G2 G1 G0
0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100
2021/3/12
逻辑电路真值表
输出 B3 B2 B1 B0
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
输入 G3 G2 G1 G0 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
因此当B＝D =1，A＝0时(此时F =C+C )，电路 可能由于C 的变化而产生竞争冒险。
ABCD 00 01 11 10
00
1
01 1 1 1
11 1 1
2021/3/12
10 1 1
27
BC 00 01 11 10 A 00110 10011
D＝AB＋AC
有相切的卡诺图
2021/3/12
BC 00 01 11 10 A 00110 10011
01 0 1 1 1
11 1 1 0 0
FABAC＋ BC 10 1 1 0 0
F A C A B D B C D A C D A B C
2021/3/12
32
3. 输出端并联电容器
如果逻辑电路在较慢速度下工作，为了消去竞争冒险，可 以在输出端并联一电容器，致使输出波形上升沿和下降沿 变化比较缓慢，可对于很窄的负跳变脉冲起到平波的作用。
A Y
t t 2021/3/121 2
t3 t4
它不符合静态下Y= AA恒为 0 的
逻辑关系
20
C
C
AC
BC
L
竞争: 当一个逻辑门的两个输入端的信号同时向相反方向变化， 而变化的时间有差异的现象。
第三章组合逻辑电路ppt课件
图3.3.1 3位二进制普通编码器框图 《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路 表3-3-1 3位二进制普通编码器真值表
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
由于普通编码器在任何时刻 I0 ~ I7 当中仅有一个 取值为1，即只有真值表中所列的8种状态，而且它
的（ 28 8 ）种状态均为约束项。因此，由真值表
A
&
1
F2
C
B
&
C
图3.2.1 【例1】逻辑电路图
《数字电子技术》
3.2 组合逻辑电路的分析和设计方法
§3.2.2 组合逻辑电路的设计方法
所谓“设计”：即根据给出的实际逻辑问题，求出实 现这个逻辑功能的最简逻辑电路。
所谓“最简”：是指所用器件最少，器件种类最少， 而且器件之间的连线也最少。
一、设计步骤 （1）进行逻辑抽象
【例1】试用两片74LS148接成16线-4线优先编码器，
将－的优11先11权’最1低6个。146位个二低进A电0A制平1~5代输A码1入5 ，信其号中
编为‘0000
的A优0 先权最高，
接成的电路图如图3.3.4所示：
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
图3.3.4 用两片74LS148接成的16线－4线优先编码器逻辑图
I7
)
S
Y0 (I1I2 I4 I6 I3 I4 I6 I5 I6 I7 ) S
（由功能表第一行体现）。
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
（2）YS 为选通输出端，其表达式为：
YS I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 S
此式表明：只有当所有的编码输入端均为高 电平（即没有编码输入），且S=1（ S 0 ）
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路 表3-3-1 3位二进制普通编码器真值表
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
由于普通编码器在任何时刻 I0 ~ I7 当中仅有一个 取值为1，即只有真值表中所列的8种状态，而且它
的（ 28 8 ）种状态均为约束项。因此，由真值表
A
&
1
F2
C
B
&
C
图3.2.1 【例1】逻辑电路图
《数字电子技术》
3.2 组合逻辑电路的分析和设计方法
§3.2.2 组合逻辑电路的设计方法
所谓“设计”：即根据给出的实际逻辑问题，求出实 现这个逻辑功能的最简逻辑电路。
所谓“最简”：是指所用器件最少，器件种类最少， 而且器件之间的连线也最少。
一、设计步骤 （1）进行逻辑抽象
【例1】试用两片74LS148接成16线-4线优先编码器，
将－的优11先11权’最1低6个。146位个二低进A电0A制平1~5代输A码1入5 ，信其号中
编为‘0000
的A优0 先权最高，
接成的电路图如图3.3.4所示：
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
图3.3.4 用两片74LS148接成的16线－4线优先编码器逻辑图
I7
)
S
Y0 (I1I2 I4 I6 I3 I4 I6 I5 I6 I7 ) S
（由功能表第一行体现）。
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
（2）YS 为选通输出端，其表达式为：
YS I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 S
此式表明：只有当所有的编码输入端均为高 电平（即没有编码输入），且S=1（ S 0 ）
组合逻辑门(PPT02)
竞争冒险现象
定义
竞争冒险现象是指组合逻辑电路在实现逻辑功能时可能出现的不确定的输出状态。
产生原因
竞争冒险现象是由于组合逻辑电路中信号传输路径上的不同延迟时间引起的。当不同路径上的信 号同时到达输出端时，可能会产生短暂的不确定状态。
解决方法
为了消除竞争冒险现象，可以采用增加冗余项、引入时钟同步、使用滤波电路等方法。
逻辑表达式
XOR门的逻辑表达式是 Y=A·B'+A'·B，其中A和B是输入， Y是输出。
功能
实现异或运算，即当输入A和B不同时，输出Y为1；否则， 输出Y为0。
应用
异或门常用于实现数字比较、数据传输、算术运算等。
同或门
逻辑表达式
XNOR门的逻辑表达式是 Y=A·B+A'·B'，其中A和B是输入，Y是 输出。
优先编码器
定义
优先编码器是一种组合逻辑电路，用于将多个输入信号中的最高优先级信号转换为二进制 代码。
工作原理
优先编码器根据输入信号的优先级顺序进行编码，优先级最高的输入信号对应的输出信号 为高电平，其他较低优先级的输入信号对应的输出信号为低电平。
应用
优先编码器广泛应用于数字系统和计算机中，用于实现多路选择和优先级控制。
感谢您的观看
应用
电路结构
由一个NMOS管或一个PMOS管组成。
用于实现非运算，如寄存器的清零信 号等。
NAND门
功能
实现逻辑与非运算，即当输入端 A和B都为1时，输出端Y为0；其
他情况下，输出端Y为1。
应用
用于实现与非运算，如多路选择 器的使能信号、寄存器的使能信
号等。
电路结构
由两个PMOS管或两个NMOS管 串联组成。
《组合逻辑电路一》PPT课件
A2>B2 A2<B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2
A1 B1 X X X X
A1>B1 A1<B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1
A0 B0 X X X X X X
A0>B0 A0<B0 A0=B0 A0=B0 A0=B0 A0=B0 A0=B0
1
1
01
精选ppt
5
加法器(Adder)
(2)全加器
两个1位二进制数A、B相加时，考虑到相邻 低位的进位Ci的加法器称为全加器（Full Adder, FA）。
S
Co
Ci
AB
精选ppt
6
加法器(Adder)
A B C0i 0 01 11 10
0
1
1
11
1
S
B Ci A 00 01 11 10
0
1
A=A7A6A5A4A3A2A1A0、B=B7B6B5B4B3B2B1B0
FA>B FA=B FA<B
F> F= F< I>
74LS85 I= I<
A3A2A1A0 B3B2B1B0
F> F= F< I> 0
74LS85 I= 1 I< 0
A3A2A1A0 B3B2B1B0
A7A6A5A4 B7B6B5B4
A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0
精选ppt
10
加法器74LS283
例1：用74LS283实现8421BCD码转换成E3码。
解：通过对8421BCD码和E3码的比较发现：
A1 B1 X X X X
A1>B1 A1<B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1
A0 B0 X X X X X X
A0>B0 A0<B0 A0=B0 A0=B0 A0=B0 A0=B0 A0=B0
1
1
01
精选ppt
5
加法器(Adder)
(2)全加器
两个1位二进制数A、B相加时，考虑到相邻 低位的进位Ci的加法器称为全加器（Full Adder, FA）。
S
Co
Ci
AB
精选ppt
6
加法器(Adder)
A B C0i 0 01 11 10
0
1
1
11
1
S
B Ci A 00 01 11 10
0
1
A=A7A6A5A4A3A2A1A0、B=B7B6B5B4B3B2B1B0
FA>B FA=B FA<B
F> F= F< I>
74LS85 I= I<
A3A2A1A0 B3B2B1B0
F> F= F< I> 0
74LS85 I= 1 I< 0
A3A2A1A0 B3B2B1B0
A7A6A5A4 B7B6B5B4
A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0
精选ppt
10
加法器74LS283
例1：用74LS283实现8421BCD码转换成E3码。
解：通过对8421BCD码和E3码的比较发现：
第四章组合逻辑电路1PPT课件
23.11.2020
章目录
第四章 组合逻辑电路
2
4.2 中规模集成组合逻辑电路
一、编码器
1. 二进制编码器 (1) 8—3线普通编码器 (2) 8—3线优先编码器74148 (3) 74148的级联 2. 二—十进制优先编码器74147
作业
23.11.2020
章目录
第四章 组合逻辑电路
3
第4章 组合逻辑电路
Si = Ai Bi Ci-1 + Ai Bi Ci-1 + Ai Bi Ci-1 + Ai Bi Ci-1 = Ai (Bi Ci-1 + Bi Ci-1 )+ Ai (Bi Ci-1 + Bi Ci-1) = Ai Bi ⊕Ci-1 + Ai (Bi ⊕Ci-1 ) = Ai ⊕Bi ⊕Ci-1
Ci = Ai Bi + Bi Ci-1 + Ai Ci-1 = Ai Bi + ( Ai + Ai ) Bi Ci-1 +( Bi + Bi ) Ai Ci-1 = AiBi +AiBiCi-1 +AiBiCi-1 +AiBiCi-1 +AiBiCi-1 = Ai Bi + Ci-1 ( Ai ⊕Bi )
(3)确定逻辑功能
23.11.2020
标题区 章目录 节目录 第四章 组合逻辑电路
5
例4.1.1 分析如图4.1.1(a)所示的逻辑电路的逻辑
功能。
1
2
&
A
&
&
S
B
D
&
23.11.2020
1
C
图 4.1.1(a)
组合逻辑电路的PPT共72页
组合逻辑电路的
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
组合逻辑电路简.ppt
Si Ai Bi Ci -1 Ai Bi Ci -1 Ai Bi Ci -1 Ai Bi Ci -1 Ai ( Bi Ci -1 Bi Ci -1 ) Ai ( Bi Ci -1 Bi Ci -1 ) Ai ( Bi Ci -1 ) Ai ( Bi Ci -1 ) Ai Bi Ci -1
常用组合逻辑电路及其芯片 8.2.1 加法器
能对两个1位二进制数进行相加而求得和 及进位的逻辑电路称为半加器。
半加器真值表 Ai Bi 0 1 0 1 Si 0 1 1 0 Ci 0 0 0 1
本位 的和 向高 位的 进位
Ai Bi
=1
Si Ci
加数
0 0 1 1
&
半加器电路图 Ai Bi ∑
CO
Si Ci
TTL：74LS183 CMOS：C661
2Si VDD 2Ai 2Bi 2Ci-1 1Ci
14 13 12 11 10 9
1Si
8
VCC 2A 2B 2CIn 2COn+1 2F
1A
74LS183 1COn+1 1B 1CIn 1F GND 1Bi 1Ci-1 1Ci 1Si 地
C661
1 2 3 4 5 6 7
8.1.1、组合电路的特点
I0 I1 In电路在任何时刻的输出状态只取决于该时刻的 输入状态，而与电路原来的状态无关。
2. 电路结构特点 (1) 输出、输入之间没有反馈延迟电路 (2) 不包含记忆性元件(触发器)，仅由门电路构成 3、组合电路逻辑功能表示方法
真值表，卡诺图，逻辑表达式，逻辑图，时序图(波形图)
引脚排列图
VCC 16 f 15 g 14 a 13 b 12 c 11 d 10 e 9