数字电路基础知识——3.7 MSI组合逻辑电路的分析
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
11
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。
组合逻辑电路基础知识、分析方法
组合逻辑电路基础知识、分析方法电工电子教研组徐超明一.教学目标：掌握组合逻辑电路的特点及基本分析方法二.教学重点：组合逻辑电路分析法三.教学难点：组合逻辑电路的特点、错误！链接无效。
四.教学方法：新课复习相结合，温故知新，循序渐进；重点突出，方法多样，反复训练。
14.1 组合逻辑电路的基础知识一、组合逻辑电路的概念[展示逻辑电路图]分析得出组合逻辑电路的概念：若干个门电路组合起来实现不同逻辑功能的电路。
复习:名称符号表达式基本门电路与门Y = AB 或门Y = A+B 非门Y =A复合门电路与非门Y = AB 或非门Y = BA+与或非门Y = CDAB+异或门Y = A⊕B=BABA+同或门Y = A⊙B=BAAB+[展示逻辑电路图]分析得出组合逻辑电路的特点和能解决的两类问题：二、组合逻辑电路的特点任一时刻的稳定输出状态，只决定于该时刻输入信号的状态，而与输入信号作用前电路原来所处的状态无关。
不具有记忆功能。
三、组合逻辑电路的两类问题：1.给定的逻辑电路图,分析确定电路能完成的逻辑功能。
→分析电路2.给定实际的逻辑问题，求出实现其逻辑功能的逻辑电路。
→设计电路 14．1．1 组合逻辑电路的分析方法 一、 分析的目的：根据给定的逻辑电路图，经过分析确定电路能完成的逻辑功能。
二、 分析的一般步骤：1. 根据给定的组合逻辑电路，逐级写出逻辑函数表达式；2. 化简得到最简表达式；3. 列出电路的真值表；4. 确定电路能完成的逻辑功能。
口诀: 逐级写出表达式，化简得到与或式。
真值表真直观， 分析功能作用大。
三、 组合逻辑电路分析举例 例1：分析下列逻辑电路。
解: (1)逐级写出表达式:Y 1=B A , Y 2=BC , Y 3=21Y Y A =BC B A A ⋅⋅,Y 4=BC , F=43Y Y =BC BC B A A ⋅⋅⋅ (2)化简得到最简与或式:F=BC BC B A A ⋅⋅⋅=BC BC B A A +⋅⋅=BC C B B A A +++))((=BC C B A B A BC C B B A +⋅⋅+⋅=++⋅)(=BC B A BC C B A +⋅=++⋅)1( (3)列真值表:A B C F 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 11(4)叙述逻辑功能:当 A = B = 0 时，F = 1 当 B = C = 1 时，F = 1组合逻辑电路 表达式 化简 真值表 简述逻辑功能例2：分析下列逻辑电路。
《数字电子技术基础》第3章.组合逻辑电路PPT课件
3.4 典型组合逻辑电路及其应用
3.4.3 数据选择器
示意图数据选择器 （multiplexer，MUX）又 称多路选择器或多路开关， 是应用比较广泛的中规模 组合逻辑电路，尤其是电 子设计自动化技术发展成 熟的今天。
图3.4.19 数据选择器
3.4 典型组合逻辑电路及其应用
1.典型数据选择器
1）双4选1数据选择器74153
3.2.2 冒险现象的判断
1.代数法
2.卡诺图法
3.2 组合逻辑电路中的竞争冒险与消除方法
3.2.3 冒险现象的消除方法
1.增加冗余项
2.输出接滤波电容
3.增加选通信号
3.3 VHDL的顺序行为
3.3.1 进程语句
进程本身是并行行为，且存在于结构体中。进程内 部的语句要进入进程之后才能顺序执行。进入进程是靠敏 感信号发生变化的时候，称此时为“激活”进程。若敏感 信号同时激活多个进程，进程是按并行行为执行的。进程 语句的一般形式如下：
（1）第2号不能与第7号同时配用。 （2）第3号和第6号必须同时配用。 （3）同时用第4、9号时，必须配用11号。
请设计一个逻辑电路，在违反上述任何一个规定时，发出 报警指示信号。
解：（1）设置11种化学试剂为输入信号，2对应A，7对应B， 3对应C，6对应D，4对应E，9对应F和11对应G。设置F1、F2和F3 分别为违反3种规定的输出。
<进程标号> ：PROCESS<敏感信号表> <进程说明区> BEGIN <语句部分> WAIT ON<敏感信号表> ； UNTIL<条件表达式> ； WAIT FOR<时间表达式> ； END PROCESS;
msi组合逻辑电路实验报告
msi组合逻辑电路实验报告MSI组合逻辑电路实验报告引言组合逻辑电路是现代电子技术中的重要组成部分，它由多个逻辑门组成，能够根据输入信号的不同组合产生相应的输出信号。
本次实验旨在通过搭建MSI （Medium Scale Integration）组合逻辑电路，探索其工作原理和应用。
实验背景MSI组合逻辑电路是一种将多个逻辑门集成在一起的电路，常见的MSI芯片有译码器、编码器、多路选择器等。
这些芯片在数字电路设计和计算机体系结构中扮演着重要的角色。
通过实验，我们将深入了解MSI组合逻辑电路的内部结构和功能。
实验目的1. 熟悉MSI组合逻辑电路的基本原理和工作方式；2. 学会使用逻辑门芯片搭建MSI组合逻辑电路；3. 掌握MSI组合逻辑电路在实际应用中的使用方法。
实验步骤1. 准备实验器材和材料：逻辑门芯片、电路板、导线等；2. 根据实验要求，选择适当的逻辑门芯片，并将其插入电路板上的对应位置；3. 按照电路图连接逻辑门芯片之间的输入和输出引脚；4. 检查电路连接是否正确，并确保没有短路或接触不良的情况；5. 接通电源，观察和记录电路的输出结果；6. 根据实验要求，对电路进行调试和优化，确保其正常工作。
实验结果与分析通过实验，我们成功搭建了MSI组合逻辑电路，并观察到了其在不同输入组合下产生的输出结果。
通过对实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. MSI组合逻辑电路具有灵活性和可扩展性。
通过简单的连接和配置，我们可以实现不同的逻辑功能，满足不同的应用需求。
2. MSI组合逻辑电路的性能受到逻辑门芯片的质量和参数的影响。
选择合适的逻辑门芯片对电路的性能和稳定性具有重要意义。
3. 调试和优化是搭建MSI组合逻辑电路的关键步骤。
在实验过程中，我们发现一些连接错误和电路故障，通过仔细检查和调整，最终使电路正常工作。
实验应用MSI组合逻辑电路在实际应用中具有广泛的应用场景，以下是一些常见的应用案例：1. 译码器：将输入的二进制信号转换为对应的输出信号，用于解码和控制信号的生成。
组合逻辑电路的分析
*
3.5.1 产生竞争冒险的原因
竞争：G2的两输入信号分别由G1和A端两个路径在不同时刻到达的现象。 冒险：由竞争而产生输出干扰脉冲的现象。
*
*
进一步分析产生竞争冒险的原因： 冒险现象出现的原因：当电路中存在反相器产生的互补信号，且在互补信号的状态发生变化时可能出现冒险现象。
*
*
3.5.2 消去竞争冒险的方法
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
C
B
A
(3)分析功能：为三位数奇偶校验电路。
*
*
式中： 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。
*
*
分析所示逻辑电路的功能。
解： 据逻辑图写出逻辑表达式,并化简
*
*
(2)列真值表
(3)分析功能： 符合二进制相加原则，A、B为两加数，S为和，C为高位进位；该电路为运算器中的半加器。
1
0
0
1
0
0
0
1
0
×
1
0
0
0
1
×
×
1
0
0
0
0
0
0
L2
L1
L0
I2
I1
I0
输 出
输 入
*
*
1
0
0
1
0
数字电路中的组合逻辑分析
数字电路中的组合逻辑分析数字电路是由多个数字逻辑门组成的电路，用于实现逻辑函数的计算和处理。
其中的组合逻辑是指电路中的输出仅取决于当前的输入，而不受到过去输入的影响。
本文将对数字电路中的组合逻辑进行深入分析和探讨。
一、组合逻辑的定义与特点组合逻辑电路是一种基于当前输入产生输出的电路，它通过各个输入端的逻辑信号来控制输出端的电平状态。
与之相对的是时序逻辑电路，后者的输出还会受到过去输入的影响。
组合逻辑的特点是：输出只与当前输入相关，没有时序要求，其状态由逻辑门的逻辑运算决定。
逻辑门是指基于布尔代数进行逻辑函数运算的元件，常见的有与门、或门、非门等。
二、组合逻辑的基本原理组合逻辑电路的设计离不开布尔代数和逻辑函数的运算。
布尔代数是一种数学分支，用于描述逻辑关系和运算，逻辑函数则是布尔代数的基础，通过与、或、非等运算来定义。
在数字电路中，通过配置逻辑门的输入和输出，我们可以实现各种复杂的逻辑运算。
比如，通过与门实现逻辑与运算，通过或门实现逻辑或运算，通过非门实现逻辑非运算等。
三、常见的组合逻辑电路1. 逻辑门逻辑门是组合逻辑电路的基本构建模块，常见的有与门、或门、非门等。
与门输出的结果只有当所有输入同时为高电平时才为高电平，否则为低电平；或门输出的结果只有当任何一个输入为高电平时才为高电平，否则为低电平；非门则是将输入反转输出。
2. 多路选择器多路选择器是一种用于实现逻辑运算的组合逻辑电路。
它有多个输入端和一个输出端，通过控制信号选择其中一个输入信号输出。
多路选择器的选择功能可用于实现多种逻辑运算，如优先级编码器、译码器、地址编码器等。
3. 数字加法器数字加法器是一种用于实现数字加法运算的组合逻辑电路。
常见的数字加法器有半加器、全加器、级联加器等。
通过组合和级联这些加法器，可以实现任意长度数字的加法运算。
4. 译码器译码器是一种将有限的输入状态转换成特定的输出状态的组合逻辑电路。
它通常用于将二进制编码转换成对应的控制信号，实现多路选择、显示等功能。
数字电子技术 第3章 组合逻辑电路的分析和设计
3
组合逻辑电路的概念
YO1 Xi1 Xi2
Combina -tional Logic Circuit
YO2
Xin
YOm
4
组合逻辑电路的特性
⑴.组和逻辑电路可以 是多输入多输出逻 组和逻辑电路可以 辑电路； 辑电路； ⑵.输入变量只有“0”、“1”两种状态， 输入变量只有“ 、 两种状态， 输入变量只有 两种状态 因此n个输入变量有 种输入组和状态； 个输入变量有2 因此 个输入变量有 n种输入组和状态；
半价器电路符号
A A B
=1
S=A⊕B ⊕
S=A⊕B ⊕B B C=AB
C=AB
11
1.写出逻辑函数式 S=A ⊕ B C=AB
2.列出真值表 S-半加和数
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
S 0 1 1 0
C 0 0 0 1
C-进 位数
12
3.电路功能： 该电路可实现两个一位 二进制数相加功能，称为半 加器。
31
2.超前进位加法器
从图3.3.7上看到最终进位输出C4的产生 与两个因素有关: 1.本位数相加产生的进位， 2.低位进位的传输速度。 根据图3.3.6的进位输出原理，可以得到 超前进位加法器的前两位电路图（3.4.1）
32
图3.4.1
A1 B1 A0 B0
p1 g0 p0 C0
g1
S1
S0
14
2.设计举例： 下面用两个例子说明组合 逻辑电路的设计方法。
15
单输出组合逻辑电路的设计
例1：设计一个电路比较器。若两个4位二进制 数，A=A3A2A1A0和B=B3B2B1B0。 要求设计一组合逻辑电路对它们进行比较， 当两个数相同时，输出为‘1’，否则为‘0’
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，
组合逻辑电路的分析和设计方法
R
A
G
Z
根据题意可列出真值表
例4.2.2的逻辑真值表
R 0 0 0 0 1 1 1 1
A 0 0 1 1 0 0 1 1
G 0 1 0 1 0 1 0 1
Z
2.逻辑函数式
0
0
0
3.选定器件类型为小规模集成门电路。
转换为与非-与非式
化简逻辑函数。
5.画出逻辑电路图。
分析下图电路的逻辑功能，指出其用途。
例：
三个输入变量A、B、CI
两个输出变量S、CO
①列写输出变量函数表达式
解： 写出函数最简表达式 列出逻辑真值表
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
④电路的逻辑功能
A 0 0 0 0 1 1 1 1
输出与输入之间的逻辑关系可表示为:
或写成向量的形式:
输入变量
输出变量
组合逻辑 电路
组合逻辑电路的框图
…
…
结构上特点：不含记忆（存储）元件
组合逻辑电路的分析方法和设计方法
组合逻辑电路的分析方法
组合逻辑电路的设计方法
组合逻辑电路的分析方法
逻辑电路图 逻辑函数式 最简 表达式 化简 从输入到输出逐级写出 给定逻辑电路图,通过分析找出电路的逻辑功能 分析步骤： 例如：
例4.2.2的逻辑图之一
用与-非门和反相器实现
例4.2.2的逻辑图之二
设计实现上述功能的逻辑电路。
灯亮为1，
每室分别装有A、B、C、D四个呼唤按钮，按下为1，
医院有1，2，3，4四间病室，
呼唤按钮优先级别由高到低依次为A、B、C、D，
组合逻辑电路的分析方法
≥1 Y3 1
Y
1
≥1 Y2
2
解：(1) 由逻辑图写出逻辑表达式
Y1 Y2
= =
A+ B +C A+ B
⎫ ⎪⎪⎬Y
=Y3
=Y1
+Y2
+
B
=
A+
B+C+
A+
B+B
⎪
Y3 =Y1 +Y2 +B⎪⎭
（2）变换与化简：
Y =ABC+AB+B=AB+B=A+B
（3）列真值表
（4）电路的逻辑功能：电路的输出 Y 只与输入 A、B 有关，而与输入 C 无关。
Y 和 A、B 的逻辑关系为：A、B 中只要一个为 0，Y=1；A、B 全为 1 时，Y=0。
所以 Y 和 A、B 的逻辑关系为与非运算的关系。
ABC
Y
000
1
001
1
010
1
011
1
100
1
101
1
110
0
111
0
三. 组合逻辑电路的设计方法 设计过程的基本步骤：
【例 1】在举重比赛中，有两名副裁判，一名主裁判。当两名以上裁判（必须包 括主裁判在内）认为运动员上举杠铃合格，按动电钮，裁决合格信号灯亮，试用 与非门设计该电路。
3.1 组合逻辑电路的分析方法
一．组合逻辑电路的特点 电路任一时刻的输出状态只决定于该时刻各输入状态的组合，而与电路的原
状态无关。 组合电路就是由门电路组合而成，电路中没有记忆单元，没有反馈通路。
每一个输出变量是全部或部分输入变量的函数： L1 = f1（A1、A2、…、Ai） L2 = f2（A1、A2、…、Ai）
组合逻辑电路的分析与设计详解(ppt)
第二步：写出“最小项之”表达式；
Si=∑(1,2,4,7)
Ci=∑m(3,5,6,7)
第三步：化简并转换成适当形式；
第四步：画出电路图；
Ci-1
=1
Si
=1 Bi Ai
&
≥1 Ci &
第三节 编码器
组合电路的特点是电路的输出信号仅与该时刻的输入 信号有关而与电路原来所处的状态无关。常见的组合电 路有编码器、译码器、数字分配器和数字选择器等。
C
1 F
F P 2 P 3 P 4 A A B B A C C B A C B
F A( A B B C C ) A B A B C C
从上面的表达式可以看出， 原来的电路图并不是最简的， 最简电路图如右。
F ABC A B C
A & P2
A B
&
P1 & P3
C
B
& P4
C
A B C
1 F
1 1 F
&
列出真值表如右：
由真值表可知, 当A、 B、C取相同值时, F为 1, 否则F为0。所以该 电路是一个“一致性 电路”。
可用于判断输入变 量的值是否相等。
ABC F 000 1 001 0 010 0 011 0 100 0 101 0 110 0 111 1
第二节 组合逻辑电路的设计
Y0= I0 I1 I2 I3+I0 I1 I2 I3
电路如下：
I0
1
I1
1
I2 1 I3 1
& ≥1 Y1
&
& ≥1 Y0
&
如果没有信号输入时，怎么表示呢？ 三、按键式8421BCD码编码器 二一十进制编码器是将十进制的0～9十个信号分别编 成BCD码。 输入：10个按键(I0～I9)分别代表0～9十个数码信号， 0电平输入有效（一般在输入变量上加上划线）。 输出：4个输出(A, B, C, D)代表8421码的四位。
组合逻辑电路的认知及应用(数字电路分析课件)
任务3.2 集成加法器74LS283的
仿真测试及功能扩展
74LS283的引脚图
74LS283的级联扩展
例：用74LS283实现A+B。其中A=10110010,B=01111011.
任务3.2数值比较器的认知及应用
数值比较器的概念
自相邻低位的进位数Ci-1 三者相加，结果与半加一样，得到本位和Si及向
相邻高位的进位数Ci。实现上述功能的运算电路称为全加器。
一、加法器的基本认识
全加器
最简表达式
全加器真值表
Ai
Bi
Ci-1
Si
Ci
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
逻辑符号
逻辑电路图
目
录
组合逻辑电路的设计
组合逻辑电路设计例题
组合逻辑电路的设计
1、组合逻辑电路设计的概念
电路设计的目的在于根据所要求的逻辑功能，求解满足此功能
的逻辑电路。
组合逻辑电路的设计
2、组合电路设计的一般步骤
(1) 逻辑变量的定义和赋值。
(2) 根据实际功能需求和上一步的变量定义赋值，列出真值表。
(3) 写表达式并用卡诺图法或逻辑代数法进行化简，求出最简逻辑表达式。
74LS85
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
msi组合逻辑电路实验报告
msi组合逻辑电路实验报告1. 引言本实验旨在通过实践，了解多路选择器（Multiplexer，简称MUX）和解码器（Decoder）这两种基本的MSI（Medium Scale Integrated）组合逻辑电路，并通过设计和实现这两种电路，进一步加深对其原理和应用的理解。
2. 多路选择器（MUX）2.1 原理介绍多路选择器是一种常见的数字电路，它可以根据输入的选择信号，从多个输入信号中选择一个进行输出。
多路选择器通常用于数据选择、信号切换等场景中。
一般而言，一个n选1的多路选择器有2^n个数据输入端、n个选择输入端和一个输出端。
输出端将根据选择输入端的不同信号，将对应的输入信号输出。
2.2 设计要求本次实验要求设计一个2选1的多路选择器，即具有2个数据输入端和1个选择输入端。
2.3 电路图+----+---|D0 |+----+|---|D1 |---|S|--- Output|+----+---|D2 |+----+D0、D1、D2为数据输入端，S为选择输入端，Output为输出端。
2.4 实验步骤1.根据电路图连接电路。
2.将数据输入端(D0和D1)分别连接到逻辑门电路（如与门、或门、非门等）或其他要选择的信号源。
3.将选择输入端(S)连接到控制信号源。
4.观察输出端(Output)的结果。
5.调整选择信号源的输入，验证输出端的切换情况。
2.5 实验结果根据实验步骤，进行实验并记录实验结果。
可以通过表格形式列出不同的输入组合和对应的输出结果。
实验结果如下表所示：S D0 D1 Output0 1 0 10 0 1 01 1 0 01 0 1 12.6 结论通过实验可以发现，根据不同的选择输入信号，多路选择器可以在多个输入信号中选择一个进行输出。
实验结果与理论预期相符，说明设计的多路选择器电路正常工作。
3. 解码器（Decoder）3.1 原理介绍解码器是一种常见的组合逻辑电路，它将特定的输入模式解码成对应的输出模式。
数字电路基础知识——3.7 MSI组合逻辑电路的分析
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①当LT＝1, RBI=BI/RBO=1，数 码管正常显示0～9
② BI＝0时 数码管熄灭
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③ RBI＝0且 LT=1时，数码管灭
①0
② ④ LT=0时，数
③ ④
码管全亮
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电路中LT=1，而BI/RBO =RBI受控于YA<B， 当BI/RBO =RBI =1时，正常显示； 当BI/RBO =RBI =0时，数码管熄灭。
图3－27电路可用图3-28的功能框图来表示。
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图3-28 8选1功能框图
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（3）分析整体电路的逻辑功能
把图3－27电路看成一个8选1数据选择器，可得出
例3-7电路的功能表。
表3-15 例3-7电路的功能表
X3 X2 X1 X0
Z
0 ×××
1
1000
1
1001
1
1010
0
1011
0
3.7 MSI组合逻辑电路的分析
3.7.1 分析步骤 3.7.2 分析举例
本章小结
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复习
十六选一的数据选择器应有怎样的输入、输 出、选择、控制端？
如何用两片八选一数据选择器构成十六选一 数据选择器？
如何利用八选一数据选择器实现三变量组合 逻辑函数？
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3.7 MSI组合逻辑电路的分析
MSI组合逻辑电路的分析：以中规模集成器件为 核心的组合逻辑电路的分析。
本节将MSI电路按功能块进行划分，逐块分析各 功能块电路，最后得出整个电路功能的分析方法，这 种方法称为功能块级的电路分析，适用于更加复杂的 逻辑电路分析。
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图3-29 例3-8电路 14
解：（1）划分功能块 电路可分成三个功能块： ① 加法运算及比较电路， ② 译码电路， ③ 显示电路。
（2）分析各功能块的逻辑功能
① 4位加法器74LS283
S3S2S1S0是A3A2A1A0与B3B2B1B0的和，当＜ 1010时，比较电路输出YA＜B=1。
画出功能块电路框图有助于进一步的分析。
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（2）分析功能块的逻辑功能
利用前面学过的常用功能电路的知识，分析 各功能块逻辑功能。
如有必要，可写出每个功能块的逻辑表达式 或逻辑功能表。
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（3）分析整体逻辑电路的功能
在对各功能块电路分析的基础上，最后对整个 电路进行整体功能的分析。
3.7 MSI组合逻辑电路的分析
3.7.1 分析步骤 3.7.2 分析举例
本章小结
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1
复习
十六选一的数据选择器应有怎样的输入、输 出、选择、控制端？
如何用两片八选一数据选择器构成十六选一 数据选择器？
如何利用八选一数据选择器实现三变量组合 逻辑函数？
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3.7 MSI组合逻辑电路的分析
16
①当LT＝1, RBI=BI/RBO=1，数 码管正常显示0～9
② BI＝0时 数码管熄灭
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③ RBI＝0且 LT=1时，数码管灭
①0
② ④ LT=0时，数
③ ④
码管全亮
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电路中LT=1，而BI/RBO =RBI受控于YA<B， 当BI/RBO =RBI =1时，正常显示； 当BI/RBO =RBI =0时，数码管熄灭。
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图3－27 例3-7电路图
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解： （1）划分功能块
本题只有一块MSI电路，可以只划分一个功能 块。
（2）分析功能块的功能 通过查74LS153的功能表，知道它是一块双4选
1数据选择器。其中：A1、A0是地址输入端，Y是输 出端；74LS153的控制输入端为低电平有效；数据 选择器处于禁止状态时，输出为0。
据选择器74LS151组成的电路，试分析电路的逻辑功
能。
图3-30 例3-9电路
仿真
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解：(1) 划分功能块 电路可划分为两个功能块： ① 3-8线译码器74LS138， ② 8选1数据选择器74LS151。
（2）分析功能块的逻辑功能 3-8线译码器74LS138和8选1数据选择器
分析步骤 （1）划分功能块 （2）分析功能块的逻辑功能 （3）分析整体逻辑电路的功能
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（1）划分功能块
首先根据电路的复杂程度和器件类型，视情 形将电路划分为一个或多个逻辑功能块。
功能块内部，可以是单片或多片MSI或SSI以 及扩展组合的电路。
分成几个功能块和怎样划分功能块，这取决 于对常用功能电路的熟悉程度和经验。
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② 74LS47七段显示译码器的输出选中时为 低电平，可以直接驱动共阳型LED数码管。
LT、RBI和BI / RBO是辅助控制信号。 LT是试灯输入，工作时应使LT＝1； RBI是灭零输入； BI是熄灭信号输入， RBO是灭零输出， BI和RBO在芯片内部是连在一起的。
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74LS151的逻辑功能，这里不再重述。
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（3）分析整体电路的逻辑功能
D0～D7和Y0～Y7 对应相连，b2b1b0＝a2a1a0时， L＝1；否则，L＝0。该电路实现了两个3位二进制 数的“相同”比较功能。
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本章小结
组合逻辑电路是一种应用很广的逻辑电路。 本章介绍了组合逻辑电路的分析和设计方法，还 介绍了几种常用的中规模(MSI)组合逻辑电路器件。
如有必要，可以写出输入与输出的逻辑函数式， 或列出功能表。
应该注意，即使电路只有一个功能块，整体电 路的逻辑功能也不一定是这个功能块原来的逻辑功 能。
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3.7.2 分析举例
例3-7 图3－27是由双4选1数据选择器74LS153 和门电路组成的组合逻辑电路。试分析输出Z与输 入X3、X2、X1、X0之间的逻辑关系。
③ 显示电路由共阳型七段LED数码管构成， 可显示十进制数0～9，R是限流电阻。
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（3）分析整个电路的逻辑功能 图3-29电路可以实现一位十进制数的加
法运算，并由数码管显示相加的结果。当相 加的结果大于9（即二进制1001）时，数码 管不显示，处于灭灯状态。
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例3-9 图3-30是3-8线译码器74LS138和8选1数
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图3－27电路的输出端是Z，Z=1Y+2Y；输入
端为X3、X2、X1、X0。当X3＝1时，2S＝1、1S＝ 0，数据选择器2处于禁止状态，而数据选择器1处
于工作状态；当X3＝0时，数据选择器1处于禁止 状态，数据选择器2处于工作状态。
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显然，图3－27电路构成了一个8选1数据选择 器，其输出为Z，地址输入端为X3、 X1 、 X0。
MSI组合逻辑电路的分析：以中规模集成器件为 核心的组合逻辑电路的分析。
本节将MSI电路按功能块进行划分，逐块分析各 功能块电路，最后得出整个电路功能的分析方法，这 种方法称为功能块级的电路分析，适用于更加复杂的 逻辑电路分析。
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3.7.1 分析步骤
逻辑电路图 划分功能块 分析各块功能 分析整体功能 图3-26 功能块组合逻辑电路分析流程图
图3－27电路可用图3-28的功能框图来表示。
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图3-28 8选1功能框图
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（3）分析整体电路的逻辑功能
把图3－27电路看成一个8选1数据选择器，可得出
例3-7电路的功能表。
表3-15 例3-7电路的功能表
X3 X2 X1 X0
Z
0 ×××
1
1000
1
1001
1
1010
0
1011
0
1100
0
1101
0
1110
0
分析电路的功能 表，当X3X2X1X0为 8421BCD码0000～ 1001时，电路的输出 为1，否则输出为0。
可见该电路可实 现检测8421BCD码的 逻辑功能。
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ห้องสมุดไป่ตู้12
例3-8 图3-29电路由4位二进制超前进位全加器 74LS283 、 数 值 比 较 器 74LS85 、 七 段 显 示 译 码 器 74LS47及LED数码管组成的电路，请分析该电路的逻 辑功能。