电工电子技术基础知识点详解3-3-组合逻辑电路的设计
最新数字电子技术基础电子教案——第3章组合逻辑电路.docx
第 3 章组合逻辑电路数字系统中常用的各种数字器件,就其结构和工作原理而言可分为两大类,即组合逻辑电路和时序逻辑电路。
3.1组合逻辑电路的分析方法和设计方法3.1.1组合逻辑电路的基本概念1.组合逻辑电路的定义组合逻辑电路是指在任一时刻,电路的输出状态仅取决于该时刻各输入状态的组合,而与电路的原状态无关的逻辑电路。
其特点是输出状态与输入状态呈即时性,电路无记忆功能。
2.组合逻辑电路的描述方法组合逻辑电路模型如图 3.1 所示。
图 3.1组合逻辑电路的一般框图3.1.2组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析一般是根据已知逻辑电路图求出其逻辑功能的过程,实际上就是根据逻辑图写出其逻辑表达式、真值表,并归纳出其逻辑功能。
1.组合逻辑电路的分析步骤( 1)写出逻辑函数表达式( 2)化简逻辑函数式( 3)列真值表( 4)说明功能3.1.3组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路设计主要是将客户的具体设计要求用逻辑函数加以描述,再用具体的电路加以实现的过程。
组合逻辑电路的设计可分为小规模集成电路、中规模集成电路、定制或半定制集成电路的设计,这里主要讲解用小规模集成电路(即用逻辑门电路)来实现组合逻辑电路的功能。
1.组合逻辑电路设计步骤(1)列真值表。
根据电路功能的文字描述,将其输入与输出的逻辑关系用真值表的形式列出。
(2)写表达式,并化简。
通过逻辑化简,根据真值表写出最简的逻辑函数表达式。
(3)选择合适的门器件,把最简的表达式转换为相应的表达式。
(4)根据表达式画出该电路的逻辑电路图。
3.2编码器3.2.1编码器的原理和分类把若干位二进制数码0 和 1,按一定的规律进行编排,组成不同的代码,并且赋予每组代码以特定的含义,叫做编码。
实现编码操作的电路称为编码器。
1.二进制编码器实现用 n 位二进制数码对 N( N=2n)个输入信号进行编码的电路叫做二进制编码电路。
其特点是,任一时刻只能对一个输入信号进行编码,即只允许一个输入信号为有效电平,而其余信号均为无效电平。
数字电子技术基础——组合逻辑电路
解: 设输入4个分别为I0~I3,高电平有效; 输出为Y1Y0两位二进制代码。
真值表:
输入
输出
I3 I2 I1 I0 Y1 Y0 0001 0 0
0010 0 1
0100 1 0
1000 1 1
注意:编码器在任一时刻只能对一个输入信号进行编码。
输出表达式
Y1 I3I 2 I1 I0 I3 I 2 I1 I0 Y0 I3 I 2 I1 I0 I3 I 2 I1 I0
2.集成编码器
74LS148(74HC148)为TTL(CMOS) 8线-3线 优先编码器,两者电性能参数不同,但逻辑功能相同。
74LS148 74LS148
1 I4 2 I5
3 I6 4 I7
5 EI
6 Y2 7 Y1
8 GND
UCC 16 EO 15
GS 14 I 3 13
I 2 12 I1 11 I 0 10 Y0 9
端,低电平有效。当
时,译码器处于非工作状态,
输出为1111。当
时,译码器工作,对应每个代码仅
有一个输出端有效,从而识别四种不同的输入代码。
74LS138为3线-8线译码器
1 A0 2 A1 3 A2
4 G2A 5 G2B
6 G1
7 Y7
8 GND
74LS138
UCC 16
Y0 15 Y1 14 Y2 13 Y3 12 Y4 11 Y5 10 Y6 9
例 设计一个交通灯故障自动检测器,以实现红、黄、 绿三种灯的远程监控,要求用与非门实现。
解: (1)逻辑赋值。
输入:
红、黄、绿三种灯分别 用变量A、B、C表示,灯 亮为1,不亮为0。
输出:
组合逻辑电路的设计与测试实验原理和内容
组合逻辑电路的设计与测试实验原理和内容大家好,今天我们来聊聊组合逻辑电路的设计与测试实验原理和内容。
组合逻辑电路是由基本的逻辑门组成的电路,它可以实现各种逻辑功能。
那么,我们该如何设计一个组合逻辑电路呢?我们需要了解逻辑门的基本原理。
接下来,我将为大家详细介绍组合逻辑电路的设计与测试实验原理和内容。
1. 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计主要包括以下几个步骤:(1)确定电路的功能需求。
在设计组合逻辑电路之前,我们需要明确电路的功能需求,这将有助于我们选择合适的逻辑门和元器件。
(2)选择合适的逻辑门。
组合逻辑电路常用的逻辑门有与门、或门、非门等。
我们需要根据功能需求选择合适的逻辑门。
(3)连接逻辑门。
将选择好的逻辑门按照一定的顺序和方式连接起来,形成一个完整的组合逻辑电路。
(4)进行仿真和验证。
在实际搭建组合逻辑电路之前,我们可以使用仿真软件对其进行模拟,以检查电路设计的正确性。
如果仿真结果符合预期,那么我们就可以开始实际搭建组合逻辑电路了。
2. 组合逻辑电路的测试实验组合逻辑电路的测试实验主要包括以下几个步骤:(1)搭建组合逻辑电路。
在测试实验之前,我们需要根据设计图纸搭建出组合逻辑电路。
(2)输入信号。
为组合逻辑电路提供输入信号,观察输出结果是否符合预期。
(3)分析结果。
分析组合逻辑电路的实际输出结果,判断其是否满足功能需求。
如果输出结果不符合预期,那么我们需要进一步分析原因,找出问题所在。
(4)调整优化。
根据分析结果,对组合逻辑电路进行调整优化,使其性能更加优越。
通过以上步骤,我们可以完成组合逻辑电路的设计与测试实验。
实际操作过程中可能会遇到各种问题,但只要我们勇于尝试、不断学习,就一定能够克服困难,取得成功。
组合逻辑电路的设计与测试实验是一个充满挑战和乐趣的过程。
希望大家在学习过程中,能够充分发挥自己的想象力和创造力,设计出更多有趣的组合逻辑电路,为科技发展做出贡献。
谢谢大家!。
第三章组合逻辑电路
(一)二进制译码器
八个译码输出的逻辑表达式:
每一个输出都对应着一种输入状态的组合, 所以也叫做状态译码器。
第三章组合逻辑电路
2. 3线-8线译码器 74HC138
1
第三章组合逻辑电路
利用74HC138的使能端E 2
,可以扩展译码器输入
的变量数。74HC138构成的4线-16线译码器。
第三章组合逻辑电路
74HC138所构成的八路数据分配器的逻辑框图
第三章组合逻辑电路
五、数据比较器
在数字系统中,经常需要对两组二进制数或二—十进制数进行 比较,用来比较两组数字的电路称为数字比较器。只比较两组数 字是否相等的数字比较器称同比较器。不但比较两组数是否相等, 而且还比较两组数的大小的数字比较器称大小比较器或称数值比 较器。下面只介绍数值比较器。
第三章组合逻辑电路
共阴极半导体7段数码管BS201
第三章组合逻辑电路
a)管脚排列图 b)内部接线图
共阳极LED数码管
第三章组合逻辑电路
a)管脚排列图 b)内部接线图
各段笔划的组合能显示出十进制数0~9及某些英文字母。 半导体数码管的优点是工作电压低(1.7~1.9V),体积小, 可靠性高,寿命长(大于一万小时),响应速度快(优于10ηs), 颜色丰富等,目前已有高亮度产品,缺点是耗电比液晶数码管大, 工作电流一般为几毫安至几十毫安。
三位二进制编码器 a) 示意图 b) 内部原理图
第三章组合逻辑电路
三位二进制编码器真值表
三位二进制编码器有八个输入端(可与八个开关或其它逻 辑电路相连)和三个输出端,因此,它也称为8线-3线编码器。 三个编码器输出的逻辑表达式为:
第三章组合逻辑电路
电工电子技术-组合逻辑电路的设计方法
(2)根据逻辑要求列出真值表。
(3)由真值表写出逻辑表达式。
Y ABC ABC ABC ABC
Y ABC ABC ABC ABC
(4)化简逻辑函数。画该逻辑函数的卡诺图,并合并最 小项。 如左图所示,得最简与或表达式:Y=AB+BC+AC。
(5)画出逻辑图,如右图所示。
00 01 11 10 0 1
组合逻辑电路的设计一般应以电路简单、所用器件最少 为目标,并尽量减少所用集成器件的种类。
【例14-2】设计一个三人表决电路,表决结果按“少数 服从多数”的原则决定。
【解】(1)分析具体问题,确定输入量与输出量。设三 人的意见为变量A、B、C,表决结果为函数Y,并设同意为逻 辑1,不同意为逻辑0,事情通过为逻辑1,没通过为逻辑0。
14.2 组Βιβλιοθήκη 逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计是组合逻辑电路分析的逆过程,即 已知逻辑功能要求,设计出具体的实现该功能的组合逻辑电 路。其设计步骤如下。
(1)分析逻辑问题,明确输入量与输出量; (2)根据逻辑要求列出相应的真值表; (3)根据真值表写出逻辑函数的最小项表达式; (4)化简逻辑函数,并根据可能提供的逻辑电路类型写 出所需的表达式形式; (5)画出与表达式相应的逻辑图。
电子技术 数字电路 第3章 组合逻辑电路
是F,多数赞成时是“1”, 否则是“0”。
0111 1000 1011
2. 根据题意列出真值表。
1101 1111
(3-13)
真值表
ABCF 0000 0010 0100 0111 1000 1011 1101 1111
3. 画出卡诺图,并用卡 诺图化简:
BC A 00
00
BC 01 11 10
010
3.4.1 编码器
所谓编码就是赋予选定的一系列二进制代码以 固定的含义。
一、二进制编码器
二进制编码器的作用:将一系列信号状态编制成 二进制代码。
n个二进制代码(n位二进制数)有2n种 不同的组合,可以表示2n个信号。
(3-17)
例:用与非门组成三位二进制编码器。 ---八线-三线编码器 设八个输入端为I1I8,八种状态,
全加器SN74LS183的管脚图
14 Ucc 2an 2bn2cn-1 2cn
2sn
SN74LS183
1 1an 1bn 1cn-11cn 1sn GND
(3-39)
例:用一片SN74LS183构成两位串行进位全加器。
D2
C
D1
串行进位
sn
cn
全加器
an bn cn-1
sn
cn
全加器
an bn cn-1
1 0 1 1 1 AB
AC
F AB BC CA
(3-14)
4. 根据逻辑表达式画出逻辑图。 (1) 若用与或门实现
F AB BC CA
A
&
B
C
&
1 F
&
(3-15)
(2) 若用与非门实现
数字电子电路技术 第三章 SSI组合逻辑电路的分析与设计 课件
表3-1 例3-1真值表
第四步:确定电路的逻 辑功能。
由真值表可知,三个变
量输入A,B,C,只有两
个及两个以上变量取值为1 时,输出才为1。可见电路 可实现多数表决逻辑功能。
A BC F 0 00 0 0 01 0 0 10 0 0 11 1 1 00 0 1 01 1
1 10 1
21.10.2020
h
11
2. 组合逻辑电路设计方法举例。
例3-3 一火灾报警系统,设有烟感、温感和 紫外光感三种类型的火灾探测器。为了防止误报警, 只有当其中有两种或两种以上类型的探测器发出火 灾检测信号时,报警系统产生报警控制信号。设计 一个产生报警控制信号的电路。
解:(1)分析设计要求,设输入输出变量并逻辑赋值;
用方法和应用举例。
21.10.2020
h
4
3.1 SSI组合逻辑电路的分析和设计
小规模集成电路是指每片在十个门以下的集成芯片。
3.1.1 组合逻辑电路的分析方法
所谓组合逻辑电路的分析,就是根据给定的逻辑 电路图,求出电路的逻辑功能。
1. 分析的主要步骤如下: (1)由逻辑图写表达式; (2)化简表达式; (3)列真值表; (4)描述逻辑功能。
21.10.2020
h
18
对M个信号编码时,应如何确定位数N?
N位二进制代码可以表示多少个信号?
例:对101键盘编码时,采用几位二进制代码? 编码原则:N位二进制代码可以表示2N个信号, 则对M个信号编码时,应由2N ≥M来确定位数N。
例:对101键盘编码时,采用了7位二进制代码 ASCⅡ码。27=128>101。
0111
1000
1011
1101
1 1 1 1 21.10.2020
电工电子技术基础组合逻辑电路
整数部分采用基数连除法, 先得到的余数为低位,后 得到的余数为高位。
小数部分采用基数连乘法, 先得到的整数为高位,后 得到的整数为低位。
2 44
余数
2 22 ……… 0=K0 2 11 ……… 0=K1 2 5 ……… 1=K2 2 2 ……… 1=K3 2 1 ……… 0=K4
0 ……… 1=K5
TTL 与非门电路
V1 的等效电路
0.3V A 3.6V B
R1 3kΩ
1V
V1
+VCC(+5V)
R2 750Ω
R4 100Ω
+ V3
V2
0.7V -
+ V4 0.7V-
F
R3
R5
V5
360Ω 3kΩ
①输入信号不全为1:如uA=0.3V, uB=3.6V 则uB1=0.3+0.7=1V,V2、V5截止,V3、V4导通 忽略iB3,输出端的电位为: uF≈5―0.7―0.7=3.6V 输出F为高电平1。
3.6V A 3.6V B
+VCC(+5V)
R1 3kΩ
R2 750Ω
R4 100Ω
2.1V
+ V2
V1 + 0.7V -
0.3V -
R3
R5
360Ω 3kΩ
V3
+ 0.7V
-
V4
+ V5 0.3V -
F
②输入信号全为1:如uA=uB=3.6V 则uB1=2.1V,V2、V5导通,V3、V4截止 输出端的电位为: uF=UCES=0.3V
AB
F
R
3V
D1
00
0
数字电子技术基础组合逻辑电路
3.4.4 数据选择比较器
1.集成数值比较器7485
表3.4.13 4位比较器7485功能表数
3.4 经典组合逻辑电路及其应用
2.数值比较器旳应用
3.4 经典组合逻辑电路及其应用
图3.4.28 例3.4.10电路
3.4 经典组合逻辑电路及其应用
3.4.5 算术运算电路
组合逻辑电路不但能够完毕逻辑 转换功能,还能够完毕算术运算功 能。数字系统中两个二进制数之间 旳加、减、乘、除都由若干旳加法 运算来完毕,所以加法器是构成运 算电路旳基本单元。
3.1 组合逻辑电路旳分析与设计
图3.1.2 组合逻辑电路分析环节
3.1 组合逻辑电路旳分析与设计
3.1.2 组合逻辑电路旳设计
1.拟定输 入/输出
变量
2.列真值表和 写逻辑体现式
5.画出逻辑 电路图
3.选择器 件类型
4.逻辑函 数化简或
变换
3.1 组合逻辑电路旳分析与设计
例3.1.4 某化学试验室有化学试剂11种,编为第1至第11 号,在配方时,必须遵守下列要求。
3.4 经典组合逻辑电路及其应用
2.二进制码译码器应用
1)实现组合 逻辑电路
2)用译码器构 成数据分配器
3.4 经典组合逻辑电路及其应用
1)实现组合逻辑电路
例3.4.4某组合逻辑电路旳真值表如表3.4.5所示, 试用译码器和门电路设计该逻辑电路,并分析其功能。
解:写出输出S和F旳最小项体现式,再转换成与 非—与非形式。
能够只对图3.4.1中 旳10个按键0~9编成二 进制代码0000~1001,
。
十进制编码器.
3.4 经典组合逻辑电路及其应用
3.4.2 译码器
数字电子技术基础(第3章) 组合逻辑分析与设计
第3章 组合逻辑设计
A B
&
Y
与非门的逻辑符号
L=A+B (2)或非运算:逻辑表达式为: Y A B
A 0 0 1 1 B Y 0 1 1 0 0 0 1 0 真值表
A B
≥1
Y
或非门的逻辑符号
第3章 组合逻辑设计
(3)异或运算:逻辑表达式为: Y
A 0 0 1 1 B Y 0 0 1 1 0 1 1 0 真值表
A
B F
A B
F
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 1 1
第3章 组合逻辑设计
功能表
开关 A 断开 断开 闭合 闭合 开关 B 断开 闭合 断开 闭合 灯Y 灭 亮 亮 亮
真值表
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
Y 0 1 1 1
逻辑符号 实现或逻辑的电 路称为或门。或 门的逻辑符号:
A B
≥1
第3章 组合逻辑设计
第3章 组合逻辑分析与设计
3.1 逻辑代数基础
3.2 逻辑函数的化简
3.3 组合逻辑电路的分析
3.4 组合逻辑电路的设计
3.5 VHDL硬件描述语言 3.6 基本组合逻辑电路的设计举例 3.7 组合逻辑电路中的竞争-险象
第3章 组合逻辑设计
3.1 逻辑代数基础
逻辑代数(Logic Algebra)是由英国数学家乔治· 布尔(George Boole)于1847年首先提出的,因此也称为
(A+B)(A+C)
第3章 组合逻辑设计
吸收率:
A ( A B) A B A A B A B
证明: A A B ( A A)(A B)
数字电子技术 第三章 组合逻辑电路.
输入变量:烟感A 、温感B,紫外线光感C; 输出变量:报警控制信号Y。 逻辑赋值:用1表示肯定,用0表示否定。
17
(2)列真值表; 把逻辑关系转换成数字表示形式;
真值表
A 0 0 0 0 1 1 1 1
B 0 0 1 1 0 0 1 1
C 0 1 0 1 0 1 0 1
Y 0 0 0 1 0 1 1 1
冒险:由于竞争的存在,使电路输出发生尖峰脉冲 的现象叫做冒险。
尖峰脉冲会使敏感的电路(如触发器)误动作, 因此,设计组合电路时要采取措施加以避免。
26
1. 竞争—冒险现象及其成因
静态时,Y 0
A
1 tpd A
& Y
Y=A A
动态,且tpd ≠0 时,Y=?
A A Y
tpd
tpd
结果,在t1—t2 时间内,电路 输出端产生了Y=1的尖峰脉冲,
Y
& & & &
A
B
C
D
10
[解] (1) 逐级写输出函数的逻辑表达式
W A AB AB B
Y X XD XD D
(2) 化简
X W WC WC C
W A AB AB B A B AB
X W C W C A B C AB C A BC ABC
Y X D X D ABC D ABC D ABC D ABC D ABCD ABCD ABCD ABCD
它不符合静态下Y= AA恒为 0 的逻辑关系。
t1t2
t3 t4
27
2、消除竞争冒险的方法
1) 修改逻辑设计
此方法是利用逻辑代数中的等式变换。在确保函 数值不变的条件下,对原逻辑函数式进行适当修改,以 消除竞争冒险。 如:
《电工电子技术》课件——组合逻辑电路分析与设计
总结
逻辑代数 组合逻辑电路分析 编码器 译码器
编码器是指能够实现编码功能的组合逻辑电路。它是一个多输入、 多输出的电路,通常输入端多于输出端。
编码器
例子:有 4 个信息 I0 、 I1 、 I2 、 I3 可用 2 位二进 制代码 A、 B 表示。A、 B 为 00、01 、10 、11 ,分别 代表信息 I0 、 I1 、 I2 、 I3 ,而 8 个信息要用 3 位二进制 代码 A、B、C 来表示。要表示的信息越多,二进制代码 的位数也越多。n 位二进制代码有 2n 个状态,可以表示 2n 个信息。
2. BCD-七段显示译码器 煤矿用温度传感器显示部分用的就是七段显示译码 器,其工作过程为:
此处插入视频
集成译码器
集成通用译码器 : 74LS138、74LS42等。
集成显示译码器 : 74LS48、CC4511等。
集成译码器
74LS138 是 2 位二进制译码器。它有 3 条输入线 A、B、C,8 条输 出线 Y0~Y7 ,输出低电平有效。
组合逻辑电路的分析
一般分析步骤如下:
写出已知逻辑电路的函数表达式。方法是直 接从输入到输出逐级写出逻辑函数表达式。 化简逻辑函数表达式,得到最简逻辑表达式。
列出真值表。 根据真值表或最简逻辑表达式确定电路逻辑 功能。
编码器
在数字电路中,要把输入的各种信号(如十进制数、文字、符号等) 转换成若干位二进制码,这种转换过程称为编码。
显示编码器
1.发光二极管显示器( LED 数字显示器) LED 数字显示器又称 LED 数码管,它是由七段发光二极管封装组 成的,它们排列成“日”字形。
显示编码器
2. BCD - 七段显示译码器 BCD - 七段显示译码器能把二 - 十进制代码译成对应于数码管的 7 个字段信号,驱动数码管,显示出相应的十进制数码。
第三章 组合逻辑电路31 概述32 组合逻辑电路的基本分析和设计方
数字电路与逻辑设计
(5) 写出逻辑表达式
CO i A i Bi Bi CI i A i CI i A i Bi CI i (Ai Bi ) Fi CI i A i Bi CIA i Bi CI i A i Bi CI i A i Bi CI i (A i Bi ) CI i (A i A i Bi CI i
i=1时:
F 1 P 1 G1 CO 0 CO1 P1 G1P0 G1 G 2 CI 0
数字电路与逻辑设计
i=2时:
F2 P2 G 2 CO1 CO1 P2 G 2 P1 G 2 G1 P0 G 2 G1 G 0 CI 0
数字电路与逻辑设计
当i=3时,则
F3 A 3 B3 CO 2 A 3 B3 (G2 P2G1 P2 P1G 0 P2 P1P0CI 0 ) CO3 G 3 P3 (G 2 P2G1 P2 P1G 0 P2 P1P0CI 0 ) G 3 P3G 2 P3P2G1 P3P2 P1G 0 P3P2 P1P0CI 0
在实际工程中,尽量使元器件数量最少。G0 G1已采用异或逻辑门,不妨G3也采用异或门电路.
数字电路与逻辑设计
图5 G0~G3卡诺图
数字电路与逻辑设计
(4) 根据最简函数表达式画出逻辑图。如下图 所示。
数字电路与逻辑设计
3.3 若干常用的组合逻辑电路
常见的组合逻辑电路有加法器、编码器、 译码器、数值、比较器、数据选择器、函数发生 器、奇偶校验器/发生器等。
的。故此例也可以构成全加法器。
数字电路与逻辑设计
3.2.2 组合逻辑电路的设计方法 组合逻辑电路的设计是从提出问题开始, 到一个符合要求的逻辑电路结束。 1. 设计步骤 (1) 逻辑抽象:分析设计题目要求,确 定输入变量和输出函数的数目,明确输出函数 与输入变量之间的逻辑关系; (2) 列出真值表; (3) 根据真值表写出函数表达式,利用 公式或卡诺图化简输出函数表达式; (4) 根据最简输出函数表达式画出逻辑图。
电子技术基础组合逻辑电路的分析和设计方法
真值表
A B C XY Z 0 0 0 00 0 0 0 1 00 1 0 1 0 01 0 0 1 1 01 1 1 0 0 11 1 1 0 1 11 0 1 1 0 10 1 1 1 1 10 0
3、确定电路逻辑功能
这个电路逻辑功能是对输入 的二进制码求反码。最高位为 符号位,0表示正数,1表示负 数,正数的反码与原码相同; 负数的数值部分是在原码的基 础上逐位求反。
11 0 1 11 1 1
④画出逻辑图:
Z ? RAG ? RG ? RA ? AG ? RAG ? RG ? RA ? AG ? RAG ? RG ? RA ? AG
逻辑图为:
⑤如果要求用与非门和非门实 现,则表达式变换为:
L1
1
&
1
L2
3、画逻辑图 B
1
&
1
L3
C
1
&
1
L4
D
例:设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路(20.11.1)
R
A 如果信号灯 Z 出现故障, NhomakorabeaG
Z为1
解:①分析逻辑功能,列出真值表
输入变量: 红(R)、黄(A)、绿(G)
输出变量: 故障信号(Z)
设出现该色灯则为1,否则为0;出现故障信号为1,正常为0
⑤用与非门实现
A
&
Y
B
C
例3.2.3 试分析下图所示组合逻辑电路的逻辑功能。
A 1
B 1
C 1
解:1、根据逻辑电
X 路写出各输出端的逻
&
辑表达式,并进行化
& Y 简和变换。
&
X=A
电工电子技术基础知识点详解3-2-2--组合逻辑电路的分析
异或门: F AB AB A B
A
=1
F
B
AB F
0 00
0 11
1 01
1 10
同或门: F A B
AB AB
AB AB (A B)(A B )
AA AB BB AB
AB AB
A
=1
AB F
0 01
0 10 1 00 1 11
B
F
B AB
(2) 利用逻辑代数对输出结果进行变换或化简。
F A AB B AB A AB B AB (反演律)
A(A B) B(A B) AA AB BA BB 0 AB BA 0
(反演律) (分配律) (自等律)
AB BA
& A AB
A
&
A B
B
&
&
F
A B
&
F
E
EN
E=0,F = A·B E=1, F =Z
公式名称 公式内容 公式名称 公式内容
自等律 A+0 = A 交换律 A+B = B+A
A·1 = A
A ·B = B ·A
0-1律
A+1=1 A ·0= 0
结合律 A+(B+C) = B+(C+A) = C+(A+B) A ·(B ·C) = B ·(C ·A)=C ·(A ·B)
组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路 (组合电路):无记忆功能的逻辑部件。
名称 或门 与门 非门
逻辑符号 逻辑表达式
A
≥1 F
B
F = A+B
电工电子技术基础知识点详解3-2-组合逻辑电路的分析
电路( 同或门 ) ,可用于判断各输入端的状态是否相同。
Y=
B C=0
&Y A
B
选通 A 信号
例 3:分析下图的逻辑功能。
封锁
A
&
C 0
0 打开
1
1 &
B
B
A C=1
Y=
B C=0
&Y B
选通 B 信号
组合逻辑电路的分析
小结
组合逻辑电路分析 已知逻辑电路 确定 逻辑功能
步骤:
(1) 由逻辑图写出输出端的逻辑式 (2) 运用逻辑代数化简或变换 (3) 列逻辑状态表 (4) 分析逻辑功能
X1 输入 X2
Xm
组合逻辑电路 组合逻辑电路框图
...
Y1 Y2 输出
Yn
组合逻辑电路的分析
1. 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 (4) 分析逻辑功能
组合逻辑电路的分析
例 1:分析下图的逻辑功能
组合逻辑电路框图组合逻辑电路输入输出组合逻辑电路的分析与设计组合逻辑电路的分析分析逻辑功能已知逻辑电路确定逻辑功能分析步骤
组合逻辑电路的分析
主要内容: 组合逻辑电路的概念;组合逻辑电路的分析步骤和方法;
重点难点: 组合逻辑电路分析的步骤与方法。
组合逻辑电路的分析与设计
组合逻辑电路: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。
例 2:分析下图的逻辑功能
A
& A.B
B
1 A&
电工电子技术基础知识点详解3-2-3-组合逻辑电路分析
1 组合逻辑电路分析
☆组合逻辑电路分析的步骤
(1) 根据给定的逻辑图,写出逻辑表达式
(2) 对逻辑函数式进行化简,得到最简逻辑函数表达式
(3) 求出所有输入情况所相应的函数值,得到真值表
(4) 观察和分析真值表,得出逻辑功能
逻辑函数表达式
= A
2
1
1 组合逻辑电路分析
例4分析图示组合逻辑电路的逻辑功能。
真值表
逻辑功能
A 3 A 2 A 1 Y 3 Y 2 Y 1 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0
0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1
1
1
1
1
原码—反码转换电路
◇A 3A 2A 1是原码、Y 3Y 2Y 1是反码
◇A 3和Y 3是原码和反码的符号位0表示正数,1表示负数◇原码为正数时,正数的反码与原码相同
◇原码为负数,负数的反码是对
原码的数值部分逐位取反。
电工电子技术基础知识点详解3-2-1组合逻辑电路分析
图1
例 1 的图
(a) 逻辑图; (b) 异或门的逻辑符号
(2) 应用逻辑代数运算 B AB A AB B AB A(A B) B(A B) AA AB BA BB
比较上述两例的逻辑功能不难看出,“同或”门和“异或”门是互为相反的 逻辑函数,因此有
F AB A B A B A ⊙ B 式中“⊙”表示“同或”逻辑,“同或”门又称比较器,可用以比较两个输入信号 是否相同。
“同或”和“异或”电路在数字设备、计算机等装置中广泛应用,并可在控 制系统中用于监视电路故障。例如一些要求具有高可靠性的设备往往几套设备同 时投入,其中一套担任实际工作,其余的开机等待,一旦工作装置出现故障,由 “同或”或“异或”电路组成的监视电路立即给出信号,切除有故障的设备,并 将备用装置投入运行。
(1) 列真值表如表 2 所示。
表 2 例 2 的真值表
A
B
C
Y
0
0
0
1
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
2
(3) 分析逻辑功能。由真值表可知,当输入相同时,输出为“1”,输入相异 时输出为“0”。这种逻辑关系称为“同或”逻辑关系,实现这种逻辑关系的电路 称为“同或”门电路。
(由反演律) (由还原律) (由反演律) (由分配律)
1
AB BA (3) 列真值表如表 1 所示
表 1 例 1 的真值表
03 电工电子技术 学习指南:组合逻辑电路设计
学习方法
本节为数字电路的重点内容,组合逻辑,只有选对输入与输出,设计才能进行下去,这个可以通过多看实例来学习,后面按步骤就可以求出。
通过测试检验和巩固所学内容。
学习资源
本节课件、知识内容、相关教材、动画
测验
《电工电子技术》学习指南
任务名称
组合逻辑电路设计
任务描述
组合逻辑电路的设计方法与步骤
任务条件
教材、教学课件、动画等
任 务 要求
知识目标
掌握组合逻辑电路设计方法
掌握组合逻辑电路的设计步骤
技能目标
能运用组合逻辑电路设计方法设计简单逻辑电路。
素质目标
能运用信息检索和资料整理帮助学习本节内容
能规范操作仪表
团队协作意识
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例2:设计一个三变量奇偶检验器。
要求: 当输入变量 A、B、C 中有奇数个同时为 1 时,输出
为 1 ,否则为 0 , 用与非门实现。
解: (1) 列逻辑状态表 (2) 写出逻辑表达式
Y ABC ABC ABC ABC
BC A 00 01 11 10
01
1
A BC Y
0 00 0 0 01 1 0 10 1 0 11 0 1 00 1 1 01 0 1 10 0 1 11 1
解: (1) 根据逻辑要求列状态表
首先假设逻辑变量、逻辑函数取0、 1 的含义。
设:A、B、C 分别表示三个车间的开工状态:
开工为 1 ,不开工为 0 ;G1和 G2运行为 1,不运行为 0 。
解: (1) 根据逻辑要求列状态表
逻辑要求:如果一个车间开工, 只需G2运行即可满足要求;如果 两个车间开工,只需G1运行,如 果三个车间同时开工,则G1和 G2 均需运行。
解: (2) 写出逻辑表达式
用与、或、非等逻辑运算来 表示输入变量和输出变量之间 的逻辑关系
A BC Y
0 00 0 0 01 0 0 10 0 0 11 1 1 00 0 1 01 1 1 10 1 1 11 1
例1:设计一个三人 (A、B、C ) 表决电路。
解: (2) 写出逻辑表达式
A BC
开工 1 不开工 0 运行 1 不运行 0
ABC
000 001 010 011 100 101 110 111
G1 G2
00 01
01 10 01 10 10 11
组合逻辑电路的设计
(2) 由状态表写出逻辑式
G1 ABC ABC ABC ABC
G2 A BC ABC ABC ABC
解: (1) 列逻辑状态表
三个输入变量有八种组合状态
n 个 输入变量有 2n 种组合状态
A BC Y
0 00 0 0 01 0 0 10 0 0 11 1 1 00 0 1 01 1 1 10 1 1 11 1
例1:设计一个三人 (A、B、C )表决电路。每人有一按键, 如果赞同,按键,表示 1 ;如不赞同,不按键,表示 0 。表 决结果用指示灯表示,多数赞同,灯亮为 1 ,反之灯不亮为 0 。
(3) 化简逻辑式可得:
G1 AB BC AC
或由卡图诺可得相同结果
BC A 00 01 11 10
0
1
1
11 1
ABC
000 001 010 011 100 101 110 111
G1 G2
00 01
01 10
01 10 10 11
G2 A BC ABC ABC ABC
由逻辑表达式画出卡诺图,由 卡图诺可知,该函数不可化简。
A
&
B
&
& C
Y
用与非门实现
Y AB BC AC
A
&
AB.BC. AC
B
&
&Y
&
C
组合逻辑电路的设计
小结
组合逻辑电路设计
设计
根据逻辑功能要求
逻辑电路
步骤: (1) 由逻辑要求,列出逻辑状态表 (2) 由逻辑状态表写出逻辑表达式 (3) 简化和变换逻辑表达式 (4) 画出逻辑图
组合逻辑电路的设计
BC A 00 01 11 10
0
1
1
(4) 用“与非”门构成逻辑电路
11
1
G1 AB BC AC AB BC AC G2 ABC ABC ABC ABC
组合逻辑电路的设计
(5) 画出逻辑图 G1
G2
&
&
& && & & & &
AB C
AB
C
0 00 0 0 01 1 0 10 1 0 11 0 1 00 1 1 01 0 1 10 0 1 11 1
(4) 逻辑图
0A
&1
1B
&0
1C
&0
&1 &1 &1 &1
& 0Y
(4) 逻辑图
0A
&1
0B
& 10
1C
&0
&1 &1 &0 &1
& 1Y
组合逻辑电路的设计
例 3: 某工厂有 A、B、C 三个车间和一个自备电站, 站内 有两台发电机 G1 和 G2。G1 的容量是 G2 的两倍。如果一个车 间开工,只需 G2 运行即可满足要求;如果两个车间开工,只 需 G1 运行,如果三个车间同时开工,则 G1 和 G2 均需运行。 试画出控制 G1 和 G2 运行的逻辑图。
Y A BC ABC A BC A BC
AB BC AC ABC A BC A BC A BC
用卡诺图化简
Y A BC ABC A BC A BC
AB BC AC
BC A 00 01 11 10
0
1
1
11 1
组合逻辑电路的设计
(4) 画逻辑图
Y AB BC AC
11
1
组合逻辑电路的设计
例2:设计一个三变量奇偶检验器。
要求: 当输入变量 A、B、C 中有奇数个同时为 1 时,输出
为 1 ,否则为 0 , 用与非门实现。 解: (3) 用“与非”门构成逻辑电路
Y ABC ABC ABC ABC
A BC A BC AB C A BC
A BC Y
解: (1) 列逻辑状态表
A、B、C 三个人对应三个电键 (输入变量)
Y 代表指示灯(输出变量)
A
B
组合 Y
C 逻辑电路
电路有三个输入端、一个输出端
组合逻辑电路的设计
例1:设计一个三人 (A、B、C )表决电路。每人有一按键,
如果赞同,按键,表示 1 ;如不赞同,不按键,表示 0 。表
决结果用指示灯表示,多数赞同,灯亮为 1 ,反之灯不亮为 0 。
组合逻辑电路的设计
主要内容: 组合逻辑电路设计的步骤和方法。
重点难点: 组合逻辑电路应用。
组合逻辑电路的设计
根据逻辑功能要求 设计 逻辑电路
设计步骤如下:
(1) 由逻辑要求,列出逻辑状态表 (2) 由逻辑状态表写出逻辑表达式 (3) 简化和变换逻辑表达式 (4) 画出逻辑图
组合逻辑电路的设计
例1:设计一个三人 (A、B、C )表决电路。每人有一按键, 如果赞同,按键,表示 1 ;如不赞同,不按键,表示 0 。表 决结果用指示灯表示,多数赞同灯亮为 1 ,反之灯不亮为 0 。
0 010 1 11
Y
0 0 0 1 ABC 0 1 ABC 1ABC 1 ABC
横向的与项:
若输入变量为 1,则取输
入变量本身(如 A );
若输入变量为 0 则取其 反变量(如 A )。
横向:一种组合中,各输入变量 之间是与逻辑关系。
例1:设计一个三人 (A、B、C ) 表决电路。 解: (2) 写出逻辑表达式
A BC
0 00 0 01 0 10 0 11 1 00 1 01 1 10 1 11
Y
0 0 0 1 ABC 0 1 ABC 1ABC 1 ABC
Y A BC ABC ABC ABC
纵向:各组合之间是或逻辑关系 横向:一种组合中,各输入变量
之间是与逻辑关系。
例1:设计一个三人 (A、B、C ) 表决电路。 解: (3) 化简逻辑式