组合逻辑电路分析
组合逻辑电路的特点、分析、设计方法CH
AND门
实现与运算，常用 作逻辑乘。
NOT门
实现非运算，对输 入信号取反。
NOR门
实现或非运算，常 用作实现或门和非 门的组合。
02
组合逻辑电路的分析
分析方法与步骤
01
02
03
04
05
分析方法
1. 列出输入和输 2. 构建真值表 出变量
3. 化简逻辑表达 4. 波形图分析 式
组合逻辑电路的分析通常 采用真值表、逻辑表达式 和波形图等方法。
仿真与验证
使用仿真工具对设计的电路进 行功能验证，确保电路实现正 确。
设计工具与技术
硬件描述语言（HDL）
使用Verilog或VHDL等硬件描述语言进行电 路设计，便于仿真和综合。
逻辑合成工具
使用逻辑合成工具将HDL代码转换为实际可 用的电路图。
仿真工具
使用仿真工具如ModelSim进行电路功能仿 真，确保电路实现正确。
在设计中加入可测试性元素，提高电路的可 测试性和可靠性。
04
组合逻辑电路的应用与发展
应用领域与实例
数字计算
用于实现基本的算术运算，如加法器、 减法器等。
信号处理
用于信号的逻辑运算、比较等。
控制电路
用于控制各种机械或电子设备的操作。
通信系统
用于信号的编码、解码等。
技术发展趋势与挑战
高速化
随着电子设备速度的不断提高， 组合逻辑电路需要更高的工作频
混合信号处理
研究混合信号处理技术在组合逻 辑电路中的应用，以实现模拟和 数字信号的联合处理。
感谢观看
THANKS
电路结构与特点
电路结构
组合逻辑电路由输入端、输出端和若干门电路组成，其结构相对简单，没有存 储单元。
组合电路分析实验报告
一、实验目的1. 掌握组合逻辑电路的基本概念和特点。
2. 学会分析组合逻辑电路的逻辑功能。
3. 熟悉逻辑门电路的原理和应用。
4. 提高实验操作能力和分析问题能力。
二、实验原理组合逻辑电路是由逻辑门电路组成的，其输出仅与当前输入有关，而与电路历史状态无关。
本实验主要涉及以下几种基本逻辑门电路：1. 与门（AND Gate）：当所有输入都为1时，输出才为1。
2. 或门（OR Gate）：当至少一个输入为1时，输出为1。
3. 非门（NOT Gate）：将输入信号取反。
4. 异或门（XOR Gate）：当输入信号不同时，输出为1。
三、实验仪器与器材1. 74LS00（四2输入与门）2. 74LS02（四2输入或门）3. 74LS04（六反相器）4. 74LS86（四2输入异或门）5. 数字逻辑实验箱6. 万用表7. 导线若干四、实验内容与步骤1. 实验一：验证与门、或门、非门、异或门的功能（1）按照实验指导书连接电路图，并检查无误。
（2）按照表1要求输入信号，观察并记录输出信号。
（3）根据观察到的输出信号，分析各门电路的逻辑功能。
表1：验证与门、或门、非门、异或门的功能| 输入信号 | 与门输出 | 或门输出 | 非门输出 | 异或门输出 || :-------: | :-------: | :-------: | :-------: | :-------: || A | B | A | A | A || 0 | 0 | 0 | 1 | 0 || 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |2. 实验二：设计组合逻辑电路（1）设计一个组合逻辑电路，实现以下功能：当输入A为1，B为0时，输出Y为1，否则Y为0。
（2）根据设计要求，选择合适的逻辑门电路，并画出电路图。
（3）按照电路图连接实验电路，并检查无误。
（4）按照表2要求输入信号，观察并记录输出信号。
表2：设计组合逻辑电路| 输入信号 | 输出信号 || :-------: | :-------: || A | B | Y || 0 | 0 | 0 || 0 | 1 | 0 || 1 | 0 | 1 || 1 | 1 | 0 |3. 实验三：分析组合逻辑电路（1）分析实验二所设计的组合逻辑电路，确定其逻辑功能。
实验六组合逻辑电路的实验分析
实验六组合逻辑电路的实验分析班级姓名学号日期指导教师成绩一、实验目的半加器及全加器是CPU中的ALU(算术逻辑单元)主要电路。
本实验目的就是学会组成这两种主要电路的连接方法，进行测试验证。
二、实验仪器和设备通用微机接口实验系统微机电源万用表 74LS00，74LS86 74LS54 74LS138三、实验步骤及内容1.分析、测试用与非门74LS00组成的半加器的逻辑功能⑴写出图3-1的逻辑表达式⑵根据表达式列出真值表3-1，并画出卡诺图判断能否简化。
表3-1⑶按图3-1连线,将及分别接至逻辑电平开关及，及分别接至LED电平显示电路及。
⑷给及以不同的电平，观察及的电平并记于表3-2中,同时与上表3-1比较,看两者是否一致.2.分析用一个与门(实验系统中)及一异或门(74LS86)组成半加器电路,电路如图3-2。
（１）查阅本书附录Ｂ，记下74LS86的结构和引线的排列，按图连线，测试方法同１.（３）项，将测试结果填入自拟的表格中，并验证逻辑功能。
3.分析测试用异或门、与非门和或门组成的全加器逻辑电路。
根据全加器的逻辑表达式全加和进位可知一位全加器可以用两个异或门和两个与门及一个或门组成。
1 出用上述门电路实现的全加器逻辑电路。
2 所画的原理图，选择器件，并接线。
3 进行逻辑功能测试，将测试结果填入自拟表格，判断测试是否正确。
Ai Bi Ci-1 Ci Si0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1四、实验报告要求1、整理实验数据、图表并对实验结果进行分析讨论。
2、总结组合电路的分析与测试方法。
组合逻辑电路分析
实验名称组合逻辑电路分析、设计与测试一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的分析与测试方法；2.掌握用门电路设计组合逻辑电路的方法。
二、实验原理1.组合逻辑电路的分析与测试组合逻辑电路是最常见的逻辑电路，即通过基本的门电路（比如与门，与非门，或门，或非门等）来组合成具有一定功能的逻辑电路。
组合逻辑电路的分析，就是根据给定的逻辑电路，写出其输入与输出之间的逻辑函数表达式，或者列出真值表，从而确定该电路的逻辑功能。
组合逻辑电路的测试，就运用实验设备和仪器，搭建出实验电路，测试输入信号和输出信号是否符合理论分析出来的逻辑关系，从而验证该电路的逻辑功能。
组合逻辑电路的分析与测试的步骤通常是：（1）根据给定的组合逻辑电路图，列出输入量和中间量、输出量的逻辑表达式；（2）根据所得的逻辑式列出相应的真值表或者卡诺图；（3）根据真值表分析出组合逻辑电路的逻辑功能；（4）运用实验设备和器件搭建出该电路，测试其逻辑功能。
2.组合逻辑电路的设计与测试组合逻辑电路的设计与测试，就是根据设计的功能要求，列出输入量与输出量之间的真值表，通过化简获得输入量与输出量之间的逻辑表达式，然后根据逻辑表达式用相应的门电路设计该组合逻辑电路，然后运用实验设备与器件搭建实验电路，测试该电路是否符合设计要求。
组合逻辑电路的设计与测试的步骤通常是：（1）根据设计的功能要求，列出真值表或者卡诺图；（2）化简逻辑函数，得到最简的逻辑表达式；（3）根据最简的逻辑表达式，画出逻辑电路；（4）搭建实验电路，测试所设计的电路是否满足要求。
三、预习要求1.阅读理论教材上有关组合逻辑电路的分析与综合以及半加器等章节内容，以达到明确实验内容的目的。
2.查阅附录有关芯片管脚定义和相关的预备材料。
四、实验设备与仪器1.数字电路实验箱；2.芯片74LS00；74LS20。
五、实验内容1.半加器逻辑电路的分析与测试SC图5.5.1 半加器的逻辑电路（1） 根据图5.5.1写出中间量（1Z 、2Z 和3Z ）和输出量（S 和C ）关于输入量（A 和B ）的逻辑表达式。
组合逻辑电路的分析
数字电子技术基础
9
竞争-冒险现象
两个输入信号同时向相反的逻辑电平跳变，
输出端可能会产生尖峰脉冲。
检测
存在 = + ′ 或 = · ′
如 = + ′ 令 = =
消除
修改逻辑设计： = + ′ +
计算机系
数字电子技术基础
(4)由真值表分析电路的逻辑功能。
计算机系
数字电子技术基础
6
实例
例1 分析图1所示电路的逻辑功能。
Bˊ
(AB ˊ) ˊ
((AˊB) ˊ(ABˊ) ˊ) ˊ
Aˊ
SH
(AˊB) ˊ
A
B
((AB) ˊ) ˊ
(AB) ˊ
CH
图1 组合逻辑电路
计算机系
数字电子技术基础
7
实例
(1)输出端的逻辑函数式
S H ((A B ) • (AB ) )
10
课堂练习
分析图2所示电路的逻辑功能。
A
B
C
Y
图2
计算机系
数字电子技术基础
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组合逻辑电路的分析
计算机系
数字电子技术基础
1
回顾
门电路：
Y=AB
计算机系
Y=A+B
数字电子技术基础
Y=A′
2
回顾
门电路：
计算机系
数字电子技术基础
3
组合逻辑电路的特点:
任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，
与电路原来的状态无关。
功能特点：无记忆作用，输出只取决于当
前输入，与电路过去的状态无关。
C H ((AB ) )
组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路的分析在分析组合逻辑电路时，我们可以使用真值表、卡诺图或布尔代数等方法。
下面将分别介绍这些方法的基本原理和应用。
1.真值表分析法真值表是列出电路的所有可能输入和对应输出的表格。
通过逐行检查真值表的输出列，可以确定电路的功能。
真值表分析法适用于较小规模的电路，但对于较复杂的电路可能不够实用。
2.卡诺图分析法卡诺图是一种图形表示方法，用于描述逻辑函数之间的关系。
它将所有可能的输入组合表示为一个方格矩阵，每个方格代表一个状态。
相邻的方格表示输入之间只有一个位不同。
通过合并相邻的方格，我们可以找到简化逻辑函数的最小项或最小项组合。
卡诺图分析法可以用来优化逻辑电路，减少门的数量和延迟。
3.布尔代数分析法布尔代数是一种用符号和运算规则描述逻辑函数的代数系统。
我们可以使用布尔代数的运算规则来简化和优化逻辑电路。
常见的布尔代数运算包括与运算、或运算、非运算和异或运算等。
通过应用这些运算规则，我们可以将复杂的逻辑函数简化为最小项或最小项组合，从而简化电路。
在进行组合逻辑电路的分析时，我们首先需要确定电路的输入和输出。
然后，我们可以根据电路的功能和输出要求，绘制真值表或卡诺图。
通过分析真值表或卡诺图，我们可以找到逻辑函数的最小项或最小项组合。
接下来，我们可以将这些最小项或最小项组合转化为逻辑门的输入方式。
最后，我们可以使用布尔代数的运算规则来简化逻辑函数和电路。
组合逻辑电路的分析是电路设计和优化的重要一步。
通过应用不同的分析方法，我们可以更好地理解电路的功能和性质，从而更好地设计和优化电路。
在分析组合逻辑电路时，我们需要注意电路的输入和输出要求，合理选择和配置逻辑门，以及优化电路的延迟和开销。
组合逻辑电路分析
组合逻辑电路分析
1.1 组合逻辑电路的定义
Fi fi ( X1, X 2 , X n )
输 入
X1 X2
信
号 Xn
组合逻辑 电路
( i=1，2，…，m)
F1 输 F2 出信
号 Fm
图4-1 组合逻辑电路框图
特点
由逻辑门电路组成 输出与输入之间不存在反馈回路
1.1 组合逻辑电路的定义
Y1 A Y3 Y1 Y2 A B
Y2 B Y4 A B
A
B
Y
0
0
1
0
1
0
1Leabharlann 0011
1
Y Y3 Y4
（4）该电路实现的是同或逻辑功能。
2．多输出组合逻辑电路的分析 【例4-2】已知逻辑电路如图4-3所示，分析该电路的逻辑功能。
图4-3 多输出组合逻辑电路图（来自QuartusII）
解：（1）写出所有输出逻辑函数表达式，并对其进行化简。
1.3 组合逻辑电路分析
1.单输出组合逻辑电路的分析
【例4-1】已知逻辑电路如图4-2所示，分析该电路逻辑功能。
A
Y1 Y3
Y
B
Y2
Y4
图4-2 单输出组合逻辑电路图
（2）化简逻辑电路的输出函数表达式：
Y Y3 Y4 A B A B
（3）列出真值表 表4-1 例4-1 真值表
解：（1）写出各输出的逻辑函数表达式：
1
1
0
1
1
L1
L2
L3
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
（3）逻辑功能说明。 该电路是一位二进制数比较器，
组合逻辑电路的分析
(3)分析功能：为三位数奇偶校验电路。
2024/4/15
数字电子技术
2
❖ 画波形图进行分析：根据输入波形，逐级画出
输出波形；根据输入、输出波形关系确定电路功能。
L A B C (A B) C Z C 式中：Z A B
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数字电子技术
3
例3.3.2 分析所示逻辑电路的功能。 解：(1)据逻辑图写出逻辑表达式,并化简
输出
L0
L1
L2
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
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数字电子技术
12
输入
I0
I1
I2
0
0
0
1
×
×
0
1
×
0
0
1
输出
L0
L1
L2
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
(2)据真值表写出各输出逻辑表达式。
L0 I0
L1 I0I1
L2 I0 I1I2
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数字电子技术
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(3)据要求将上式变换为与非形式。
当I0为0且I1为1，无论I2为1还是0，输出L1为1， 其余两个输出为0；
输入
I0
I1
I2
0
0
0
1
×
×
0
1
×
0
0
1
输出
L0
L1
L2
0
0
0
1
0
0
0
组合逻辑电路的分析和设计方法
S F2F3
AF1 BF1
AAB B AB
AAB B AB
(A B)(A B)
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AB AB AB
C F1 AB AB
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表4-2 例4-2真值表
2023/11/29
图4-2（b）逻辑图
该电路实现两个一位 二进制数相加的功能。S 是它们的和，C是向高位 的进位。由于这一加法器 电路没有考虑低位的进位， 所以称该电路为半加器。 根据S和C的表达式，将原 电路图改画成图3-2（b） 所示的逻辑图。
9
2. 组合逻辑电路设计方法举例。
例4-3 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。
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解：(1)分析设计要求，设输入输出变量并逻辑赋值；
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（２） 列真值表： 如表3-4所示。 表 4-4 例 4-3 的真值表
A
B
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1
1
1
1
C
Y
G
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
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（３） 化简: 利用卡诺图化简, 如图3.4所示可得:
3.1组合逻辑电路的分析
第三章组合逻辑电路基本要求：熟练掌握组合逻辑电路的分析方法；掌握组合逻辑电路的设计方法；理解全加器、译码器、编码器、数据选择器、数据比较器的概念和功能，并掌握它们的分析与实现方法；了解组合逻辑电路中的险象本章主要内容：组合逻辑电路的分析方法和设计方法。
本章重点：组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的设计方法常用逻辑部件的功能本章难点：组合逻辑电路的设计一、组合逻辑电路的特点若一个逻辑电路，在任一时刻的输出仅取决于该时刻输入变量取值组合，而与电路以前的状态无关，则电路称为组合逻辑电路（简称组合电路）。
可用一组逻辑函数描述。
组合电路根据输出变量分为单输出组合逻辑电路和多输出组合逻辑电路。
注意：1.电路中不存在输出端到输入端的反馈通路。
2.电路不包含记忆元件。
3.电路的输出状态只由输入状态决定。
二、组合逻辑电路的分析方法分析的含义：给出一个组合逻辑电路，分析它的逻辑功能。
分析的步骤: 1.根据给出的逻辑电路图，逐级推导，得到输出变量相对于输入变量的逻辑函数。
2.对逻辑函数化简。
3.由逻辑函数列出对应的真值表。
4.由真值表判断组合电路的逻辑功能。
三、组合电路的分析举例１、试分析图3-1所示的单输出组合逻辑电路的功能解：（1）由G1、G2、G3各个门电路的输入输出关系，推出整个电路的表达式：Z1=ABCF=Z1+Z2 （2）对该逻辑表达式进行化简：（3）根据化简后的函数表达式，列出真值表3-1。
（4）从真值表中可以看出：当A、B、C三个输入一致时（或者全为“0”、或者全为“1”），输出才为“1”，否则输出为“0”。
所以，这个组合逻辑电路具有检测“输入不一致”的功能，也称为“不一致电路”。
２.试分析图3－2所示的输出组合逻辑电路的功能解：（1）由G1、G2、G3、G4、G5各个门电路的输入、输出关系，推出整个组合逻辑电路的表达式：（2)对该逻辑表达式进行化简：（3）根据化简后的函数表达式，列出真值表3-2。
（4）若设A、B各为一位二进制加数，则从真值表中可以看出，S为两加数相加后的一位和、C为两加数相加后的进位值。
实验二 组合逻辑电路分析与设计
实验二组合逻辑电路分析与设计一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的分析方法与测试方法；2.掌握组合逻辑电路的设计方法。
二、实验预习要求1.熟悉门电路工作原理及相应的逻辑表达式；2.熟悉数字集成电路的引脚位置及引脚用途；3.预习组合逻辑电路的分析与设计步骤。
三、实验原理通常, 逻辑电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。
电路在任何时刻, 输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合, 而与先前的状态无关的逻辑电路称为组合逻辑电路。
1．组合逻辑电路的分析过程, 一般分为如下三步进行：（1）由逻辑图写出输出端的逻辑表达式；（2）画出真值表；（3）根据对真值表进行分析, 确定电路功能。
2. 组合逻辑电路的一般设计过程为图实验2.1所示。
设计过程中, “最简”是指电路所用器件最少, 器件的种类最少, 而且器件之间的连线也最少.四、实验仪器设备1. TPE－ADⅡ实验箱（+5V电源, 单脉冲源, 连续脉冲源, 逻辑电平开关, LED显示, 面包板数码管等）1台；2. 四两输入集成与非门74LS00 2片；3. 四两输入集成异或门74LS86 1片；4. 两四输入集成与非门74LS20 3片。
五、实验内容及方法1. 分析、测试74LS00组成的半加器的逻辑功能。
（1）用74LS00组成半加器, 如图实验2.2所示电路, 写出逻辑表达式并化简, 验证逻辑关系。
Z1=AB；Z2= Z1A = ABA;Z3= Z1B = ABB;Si= Z2Z3 = ABA ABB = ABA+ABB = AB+ AB = A + B;Ci = Z1A = AB;（2）列出真值表。
（3）分析、测试用异或门74LS86与74LS00组成的半加器的逻辑功能, 自己画出电路, 将测试结果填入自拟表格中, 并验证逻辑关系。
评价: 通过这种方法获得测试结果和上述电路完全相同, 并且在有异或门的情况下实现较为简单, 所以我们应当在设计的时候在条件允许的情况实现最简。
组合逻辑电路的分析与设计实验报告
组合逻辑电路的分析与设计实验报告实验名称：组合逻辑电路的分析与设计实验目的：通过实验了解组合逻辑电路的基本原理，掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。
实验原理：1.组合逻辑电路：由与门、或门、非门等逻辑门电路按一定连接方式组成的电路。
2.逻辑门：与门、或门、非门是组合逻辑电路的基本构建模块，能实现逻辑运算。
-与门：只有所有输入信号都为1时，输出为1；否则输出为0。
-或门：只要任一输入信号为1时，输出为1；否则输出为0。
-非门：输入信号为1时，输出为0；输入信号为0时，输出为1实验步骤：1.分析给定的组合逻辑电路图，理清输入和输出的关系。
2.根据电路图，根据所学的逻辑门原理，推导出真值表。
3.根据真值表，使用卡诺图简化逻辑表达式，并进行逻辑代数运算，得出最简化的逻辑表达式。
4.使用逻辑表达式进行电路设计，画出电路图。
5. 使用工具软件（如LogicWorks等）进行电路模拟分析，验证电路的正确性。
6.根据实际需求，对电路进行优化设计。
实验结果与分析：1.根据给定的组合逻辑电路图，进行逻辑分析和设计，得出最简化的逻辑表达式和电路设计图。
2. 使用LogicWorks等工具软件进行模拟分析，验证电路的正确性。
3.根据分析结果，可进行电路优化设计，提高电路的性能和可靠性。
实验结论：通过本次实验，我们深入了解了组合逻辑电路的基本原理和设计方法。
通过逻辑分析和设计，我们能够得到最简化的逻辑表达式和电路设计图，并能使用工具软件进行模拟分析验证。
实验结果表明，组合逻辑电路能够实现所需的逻辑功能，并能根据实际需求进行优化设计。
组合逻辑电路的分析与设计是数字电路领域的重要工作，对于实际应用中的系统设计和实现具有重要意义。
组合逻辑电路的分析
真值表
输出
输入
G abcd
0
1000
1
1001
1
1010
0
1011
1
1100
0
1101
0
1110
1
1111
输出
G
1 0 0 1 0 1 1 0
原电路由于与非门太多，电路复杂，根据简化式可重新设计 电路，如下图所示：
G abcd
例2：分析下图所示电路的逻辑功能。
解： 写出逻辑函数表达： F=G ⊙G`
1.2 组合逻辑电路的分析方法
一、常用的分析方法：
1。适用于比较简单的电路，分析步骤为： （1）写出逻辑函数表达式； （2）简化逻辑函数或者列真值表； （3）描述电路逻辑功能。
2。适用较复杂或无法得到逻辑图的电路，分析步骤为： （1）搭接实验电路； （2）测试输出与输入变量各种变化组合之间的电平关系，并 列出真值表； （3）描述电路逻辑功能
1.1 概述
组合逻辑电路的分析
逻辑电路根据逻辑功能的不同特点可分为：
组合逻辑电路:任何时刻输出信号的稳态值,仅取决于该时刻各 输入信号的取值组合的电路.
时序逻辑电路:任何时刻输出信号的稳态值,不仅取决于该时 刻各输入信号的取值组合，而且还与输出以前所处状态有 关的电路.
组合逻辑电路的分析: 是根据给定的逻辑电路图，确定电路的逻辑功能。
10 10
时，３位二进制输入信 号 A2 A1A0 的8种取值组合 分别对应着 Y0 ~ Y7 中的
10 10 10 10
一个输出低电平信号。
A2 A1 A0
××× ××× 000 001 010 011 100 101 110 111
Y 0Y 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 7
第二章组合逻辑电路分析-含动画
普通编码器对输入信号的要求是互相排斥，优先编码器无此约束 允许多个信号同时输入，但电路只对优先级别最高的信号进行编码 【例2-6】3位二进制优先编码器的设计。 解：（1）分析设计要求
8个输入信号（I0～I7） 3个输出信号（Y2～Y0） 编码规则：用000、001、010、011、100、101、
2． 4选1数据选择器
【例2-9】4选1数据选择器的设计。 解：（1）分析设计要求 4路数 据输 入信号 （D0、D1、D2、D3） 1路输出信号（Y） 2位选择控制信号（S1、S0） S1S0＝00时，Y＝D0； S1S0＝01时，Y＝D1； S1S0＝10时，Y＝D2； S1S0＝11时，Y=D3。
一个N×N的乘法器，有两个N位的乘数输入端及2N位乘积输出。
2.2.6 乘法器
2．乘法器的实现
以 4 × 4 乘 法 器 为 例 ， 乘 法 器 的 输 入 信 号 为 被 乘 数 A（A3A2A1A0） 及 乘 数 B （B3B2B1B0），输出为乘积P（P7~P0）。
部分积的计算可通过与门（AND）实现 若要将部分积移位相加，还需要3个4位加法器进行加法运算
2.2 常用的组合逻辑电路
编码器 译码器 数据选择器 数值比较器 加法器 乘法器
2.2.1 编码器
1．编码原理
编码是指用文字、符号或数字表示特定对象的过程 编码器就是实现编码操作的电路 编码器的结构框图：
I0～Im-1对应m个需要编码的输入信号 Yn-1～Y0对应n位的编码输出 为了保证每一个输入信号都对应一个唯一的编码，n和m之间的关系 应满足关系式 2n-1＜m≤2n 设计编码器关键在于编码规则，编码规则不同，设计的结果也完全不同
2.2.5 加法器
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n位二进制代码可以表示2n个信号
7.3.1 编 码 器
+5V
R10
• •
&0D
•
•
• •
•
• •
• •
• • •
& 1C 编
&1B
码 器
• &1A
012 34 5 6 7 8 9
数字集成编码器T1147
VCC N Y3 I3 I2 I1 I0 Y0
例：旅客列车分为特快、直快和慢车，优先顺序为特快、 直快和慢车。要求在同一时间只能有一趟列车从车站 开出，即只能给出一个开车信号，试设计满足此要求 的逻辑电路。
解：输入变量： A特快，B直快，C慢车
输入变量取值的意义 1：申请开出，0：不开出
输出变量：YA给特快的信号， YB给直快的信号 YC给慢车的信号
（2）对逻辑函数表达式化简 （3）根据最简表达式列出真值表 （4）由真值表确定逻辑电路的功能
例: 分析下图逻辑电路的功能。
Y= AB AB
A
& AB
B
&
=AB+AB
Y
真值表
1A
AB Y
&
00 1
1
AB
01 0
10 0
B
11 1
功能:当A、B取值相同时， 输出为1, 是同或电路。
同或门A
B
= Y
例:分析下图逻辑电路的功能。
1 1 1
0 0 0
001 010 011
1 1 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 0 100 1 1 1 1 0 1 1 1
1 0 101 1 1 1 1 1 0 1 1
BC YB
A 00 01 11 10
0 0 011
YC=ABC
10000
YB=AB
逻辑电路图 YA=A
A 1
B 1
C
YB=AB
&
YC=ABC
YA YB
&
YC
7.3 常用数字集成组合逻辑电路
编码器、译码器、全加器、数据选择器等
7.3.1 编 码 器
编码：用数字或符号来表示某一对象或信号的过程称 为编码
1 04 15 17 1 6
E
&
A
& >1 Y
Y=EB+EA+AB
B
&
例：设计一个由两处控制一盏照明灯的电路，用与非门 实现。
Y
解：两处开关分别为A、B，
为输入量。
A
B
灯为输出变量Y
~220V 真值表
开关向上为1，向下为0 灯亮为1，灯灭为0
AB Y
00 1 01 0 10 0 11 1
Y =AB+AB Y= AB AB
D
F1=1•ABCD F2=1•ABCD
7.2 组合逻辑电路的设计
根据给定的逻辑要求，设计出逻辑电路图。
设计步骤：（1）根据逻辑要求，定义输入输出逻辑变 量，列出真值表
（2）由真值表写出逻辑函数表达式 （3）化简逻辑函数表达式 （4）画出逻辑图
例：设计三人表决电路，用与非门实现。
+5V
R1
A
0
三
输出变量取值的意义 1：开出信号，0：不开出信号
真值表
化简 BC YA
A B C YA YB YC
0 0 0 000
0 0
0 1
1 0
001 010
A 00 01 11 10
0 0 000 11111
0 1 1 010 1 0 0 100
YA=A
1 0 1 100 1 1 0 100 1 1 1 100
是一位数字比较器
例：图所示是一个密码锁控制电路。开锁条件：
(1)要拨对密码； (2)将开锁开关S闭合。 如果以上两个条件都得到满足，开锁信号为1，报警 信号为0，锁打开而不报警。否则开锁信号为0，报警 信号为1，试分析该电路的密码是多少？
+5V
A
R
& F1 开锁信号
B1 C1
&
1
& F2 报警信号
A1 B1
>1
Y1
>1 Y2
>1
Y3
真值表
AB
00 01 10 11
Y1 Y2 Y3
01 0 00 1 10 0 01 0
Y1=A+B=A B Y3=A+B=A B
Y2= A+B + A+B =(A+B)(A+B) =AB+AB
功能:
当 A>B 时, Y1=1; 当 A=B 时, Y2=1;
当 A<B 时, Y3=1;
若输入变量的数目为n，则输出端的数目N=2n
例如：2线—4线译码器、 3线—8线译码器、 4线—16线译码器等。
现以3线—8线译码器74LS138Y7是译码器输出端。 且低电平有效。
SC SB SA为三个使能输入端，只有当它们分别为0、0、1， 译码器才正常译码；否则不论A2 A0为何值， Y0 Y7都输出高电平。 74LS138管脚图
VCC Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6
16 15 14 13 12 11 10 9
74LS138
1 2 3 4 5 678
A0 A 1 A2 SB SC SA Y7 地
74LS138 真值表
SA SB+ SC A2 A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
1 0 000 0 1 1 1 1 1 1 1
16 15 14 13 12 11 10 9
T1147
1 2 3 4 5 678
I4 I5 I6 I7 I8 Y2 Y1 地
I1I9：信号输入端 低电平有效 Y0~Y3：信号输出端 以反码形式输出
7.3.2 译 码 器
译码是编码的反过程，将二进制代码按编码时的
原意翻译成有特定意义的输出量。 1. 变量译码器
人
B
表
Y
决
电
C
路
BC A 00 01 11 10
0
00
0 1
13
02
1 04 15 17 1 6
Y=AB+AC+BC =AB+AC+BC
=AB AC BC
真值表
AB C Y
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 0 0
01 11
10 00
10 11
11 01
11 11
+5V 三人表决电路
R1
A
0
&
B
&
第7章 组合逻辑电路
7.1 组合逻辑电路的分析 7.2 组合逻辑电路的设计 7.3 常用数字集成组合逻辑电路 7.4 中规模组合逻辑部件的灵活应用
7.1 组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路：逻辑电路在某一时刻的输出状态仅 由该时刻电路的输入信号所决定。
已知组合逻辑电路图，确定它们的逻辑功能。 分析步骤：（1）根据逻辑图，写出逻辑函数表达式
&
C
&
Y =AB AC BC
Y
例：设计一个可控制的门电路，要求：当控制端
E=0时，输出端 Y=AB；当E=1时，输出端 Y=A+B
真值表
控制端 输入 输出
EA B Y
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 0 0
01 11
10 00
10 11
11 01
11 11
EAB00 01 11 10
0 0 0 01 13 0 2