04第四章 组合逻辑电路.

教案

第四章 组合逻辑电路

▲4.1 概述

1．逻辑电路的分类

（1）组合逻辑电路（简称组合电路）； （2）时序逻辑电路（简称时序电路）。 2、组合逻辑电路的特点

（1）功能特点：任一时刻的输出状态仅仅取决于同一时刻的输入状态，而与前

一时刻的状态无关。

（2）结构特点：不包含记忆单元，即存储单元。 3、组合逻辑电路的描述

如图所示：

用一组逻辑函数表示为：

4.2组合逻辑电路的分析和设计方法

一、 分析方法

分析就是已知电路的逻辑图，分析电路的逻辑功能。 分析步骤如下：

（1）根据已知的逻辑图，从输入到输出逐级写出逻辑函数表达式。

（2）利用公式法或卡诺图法化简逻辑函数表达式（最简与或表达式）。

（3）列真值表。

（4）确定其逻辑功能。

例1、分析下图组合逻辑电路的功能。

解 （1）AC BC AB Y ⋅⋅=

（2）化简：Y=AB+BC+AC

&

A B B C

A C

Y &&

&组合逻辑电路

…

…X 1X 2

X n

Y 1Y 2

Y m

输入信号

输出信号

．．

．

)X X X (f Y )

X X X (f Y )X X X (f Y n 21n n n 2122n 2111⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=、、、、、、

（3）列真值表：

（4）由真值表知： 若输入两个或者两个以上的1，输出Y 为1。 功能：在实际应用中可作为多数表决电路使用。

练习：分析如图所示组合逻辑电路的功能。

▲二、设计方法

设计就是已知实际逻辑问题，设计实现该功能的最简电路。 设计步骤如下：

（1）根据实际逻辑问题进行逻辑抽象，即确定输入、输出变量的个数, 并对

它们进行逻辑赋值(即确定0和1代表的含义)。

（2）根据逻辑功能列出真值表，求出逻辑函数表达式。

（3）选定逻辑器件。

1、若选用SSI （小规模门电路），则化简函数表达式，画出实现电路；

2、若选用MSI （中规模门电路），则变换函数表达式形式，画出实现电路。 例2、有三个班学生上自习，大教室能容纳两个班学生，小教室能容纳一个班学生。设计两个教室是否开灯的逻辑控制电路，用SSI 门电路实现。要求如下：

（1）一个班学生上自习， 开小教室的灯。 （2）两个班上自习， 开大教室的灯。 （3）三个班上自习， 两教室均开灯。 解：（1）逻辑抽象：

设输入变量Ａ、Ｂ、Ｃ分别表示三个班学生是否上自习, 1表示上自习, ０表示不上自习；

输出变量Ｙ、 F 分别表示大教室、小教室的灯是否亮, １表示亮, ０表示灭。 （2）列真值表： A B C Y

0 0 0 0

0 0 1 0

0 1 0 0

0 1 1 1

1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1

& & &

& A B

Y 1 Y 2

Y 3 Y

（3）函数表达式：ABC C AB C B A BC A Y +++= ABC C B A C B A C B A F +++= 利用卡诺图化简：

∴AB AC BC Y ++=

ABC C B A C B A C B A F +++==A ○+B ○+C (４) 画逻辑图:

课堂练习：P179 3.4

4.3 若干常用的组合逻辑电路（MSI ）

一、 编码器（重点：定义、逻辑真值表）

1、定义、分类

2、实例介绍

3、应用

1、定义、分类

编码：用二进制代码组合表示特定含义的输入对象（例如文字、 数字、符号等）。 而编码器就是实现编码操作的数字电路。 分类：

（1）按输入、输出的端数不同

（2）按照编码方式规则不同

2、实例介绍

（1）3位二进制编码器（也称8/3线编码器，是一普通编码器）

A B C Y F 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1

1

1

&

A B Y

&

&

=1

F

C

≥1

=1

BC A 0 0 00 01 0 1 1 0 11 10 0 1 1 1 BC A 0 1 00 01 0 1 0 1 11 10 1

1

Y F 二进制编码器：2n (IN)→n(OUT)

二－十进制编码器：10(IN)→n=4(OUT)

普通编码器：每次只允许一个输入对象。

优先编码器：每次允许多个输入对象，但只对

优先级别最高的进行编码。

输入信号高电平有效。

写出输出的函数表达式，化简有：

编码器电路图：

（2）优先编码器（74LS148）

74LS148是一TTL 集成编码器。

看74LS148的逻辑图（P141），70I ~I 是输入端，20Y ~Y 是输出端，还有一些控制端，下面依次介绍一下：

S ：片选信号，S =0，编码器工作；S =1，编码器禁止工作。 S Y ：选通输出端，S Y =0，编码器工作，但无信号。 EX Y ：扩展端，EX Y =0，编码器工作，且有信号输入。

芯片的管脚分布图为：

7

53107632176542I I I I Y I I I I Y I I I I Y +++=+++=+++=