第13章 组合逻辑电路的分析与设计
组合逻辑电路的分析与设计实验报告.doc
组合逻辑电路的分析与设计实验报告院系：电子与信息工程学院班级：电信13-2班组员姓名: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，输出状态只取决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由逻辑图写输出端的逻辑表达式；②写出真值表；③根据真值表进行分析，确定电路功能。
2.组合逻辑电路一般设计的过程为图一所示。
图一组合逻辑电路设计方框图3.设计过程中，“最简”是指按设计要求，使电路所用器件最少，器件的种类最少,而且器件之间的连线也最少。
三、实验仪器设备数字电子实验箱、电子万用表、74LS04、74LS20、74LS00、导线若干。
74LS00 74LS04 74LS20四、实验内容及方法1 、设计4线-2线优先编码器并测试其逻辑功能。
数字系统中许多数值或文字符号信息都是用二进制数来表示，多位二进制数的排列组合叫做代码，给代码赋以一定的含义叫做编码。
(1)4线-2线编码器真值表如表一所示输入输出1 0 0 0 0 00 1 0 0 0 10 0 1 0 1 00 0 0 1 1 14线-2线编码器真值表(2)由真值表可得4线-2线编码器最简逻辑表达式为=((0′1′23′)′(0′1′2′3)′) ′=((0′12′3′)′( 0′1′2′3)′)′(3)由最简逻辑表达式可分析其逻辑电路图4线-2线编码器逻辑图（4）按照全加器电路图搭建编码器电路，注意搭建前测试选用的电路块能够正常工谢谢阅读谢谢阅读作。
（5）验证所搭建电路的逻辑关系。
=1 =0 0 =1 =0 1 =1 =1 0 =1 =1 1 2、设计2线-4线译码器并测试其逻辑功能。
译码是编码的逆过程，它能将二进制码翻译成代表某一特定含义的号.(即电路的某种状态)，具有译码功能的逻辑电路称为译码器。
组合逻辑电路的分析和设计PPT课件
(3) 列函数表达式
F2 m(1,2) d(3,5,6,7) F1 m(1,4) d(3,5,6,7)
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F2 m(1,2) d(3,5,6,7) F1 m(1,4) d(3,5,6,7)
(4) 逻辑函数的化简
a. 化简F2
BC
A 00 01 11 10
0
1 1
种不同的编码器，如二进制编码器、优先编码器和 8421BCD编码器等。 1. 二进制编码器
用n位二进制代码对N=2n个一般信号进行编码 的电路，叫做二进制编码器。 二进制编码器也称之为2n –n线二进制编码器。
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(1) 二进制编码器的主要特点
任何时刻只允许输入一个有效信号，不允许同时出现 两个或两个以上的有效信号，因而其输入是一组有约束(互 相排斥)的变量。
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⑵ 写出逻辑函数表达式
由真值表写出逻辑函数表达式。
⑶ 对逻辑函数式进行化简和变换 根据选用的逻辑门的类型，将函数式化简或变换
为最简式。选用的逻辑门不同，化简的形式也不同。 ⑷ 画出逻辑电路图
根据化简后的逻辑函数式，画出门级逻辑电路图。 在实际数字电路设计中，还须选择器件型号。
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& B
& B
L CA CB
L CA CB
若用集成门实现与或式，至少需要两种类型的门电路。
若用集成门实现与非式，则仅需要一种类型的门电路。
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[例7] 试用与或非门设计一个操作码形成器，如图所 示。当按下*、+、-各个操作键时，要求分别产生乘 法、加法和减法的操作码01、10和11。
2. 组合逻辑电路的主要特点 a. 电路中就不包含记忆性元器件; b. 而且输出与输入之间没有反馈连线; c. 门电路是组合电路的基本单元。 d. 输出与电路原来状态无关。
组合逻辑电路分析与设计实验报告
组合逻辑电路分析与设计实验报告一、实验目的：1. 掌握逻辑设计基本方法2. 能够自己设计简单逻辑电路，并能用VHDL描述3. 理解输出波形和逻辑电路功能之间的关系二、实验设备与器材：1. 实验箱一套（含数字信号发生器、逻辑分析仪等测量设备）2. 电缆若干三、实验原理：组合逻辑电路是指由与或非门等基本逻辑门或它们的数字组合所构成的电路。
对于组合逻辑电路而言，不需要任何时钟信号控制，它的输出不仅能直接受到输入信号的影响，同时还与其输入信号的时序有关，输入信号的任何改变都可能导致输出信号的变化，因此组合逻辑电路的输出总是与它的输入存在着一个确定的逻辑关系。
本实验通过学习与实践，让学生从具体的组合逻辑电路出发，逐步掌握数字逻辑电路设计技术，了解逻辑电路的设计过程，掌握用组合逻辑门件构成数字系统的方法，提高学生设计和分析组合逻辑电路的能力。
四、实验内容及步骤：本实验的基本内容是设计一个可以进行任意二进制数求和的组合逻辑电路，并用VHDL 语言描述该电路。
其主要步骤如下：1. 设计电路的逻辑功能，确定电路所需基本逻辑门电路元件的类型和数量。
2. 画出电路的逻辑图并进行逻辑延迟估算。
3. 利用VHDL语言描述电路功能，并利用仿真软件验证电路设计是否正确。
4. 利用实验箱中的数字信号发生器和逻辑分析仪验证电路设计是否正确。
五、实验结果与分析：我们首先设计了一个可以进行单位位的二进制数求和的电路，即输入两个1位二进制数和一个进位信号，输出一个1位二进制数和一个进位信号。
注意到，当输入的两个二进制数为同等真值时，输出的结果即为原始输入中的异或结果。
当输入的两个二进制数不同时，输出需要加上当前进行计算的进位，同时更新输出进位信号的取值。
我们继续将此电路扩展到多位数的情况。
假设输入两个n位的二进制数a和b，我们需要得到一个(n+1)位的二进制数c，使得c=a+b。
我们需要迭代地对每一位进行计算，并在计算每一位时将其前一位的进位值也列入计算中。
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
输出Y.～Y.为低电平0有效。代码1010～1111
没有使用，称为伪码。由上表可知，当输入伪
码1010～1111时，输出Y9～Y0都为高电平1， 不会出现低电平0。因此译码器不会产生错误译
码。
图13.7 二-十进制译码器逻辑图
1.3 译 码 器
10
1.3 译 码 器
11
1.3.3 BCD-7段显示译码器
二进制码器是用于把二进制 代码转换成相应输出信号的译码 器。常见的有2线-4线译码器、 3线-8线译码器和4线-16线译码 器等。如图13.5所示为集成3线 -8线译码器74LS138的逻辑图 。
图13.5 3线-8线译码器逻辑图
1.3 译 码 器
9
1.3.2 二-十进制译码器
将4位BCD码的10组代码翻译成0～9这10个
图1.11 数据选择器
1. 4选1数据选择器
图1.12所示为4选1数据选择器的逻辑图 ，A1、A0是地址端。D0～D3是4个数据端 ，ST是低电平有效的使能端，具有两个互 补输出端Y和Y。对于不同的二进制地址输 入，可按地址选择D0～D3中一个数据输出 。其功能如表13.8所示。
图1.12 4选1数据选择器逻辑图
1
1.1 组合逻辑电路的分析与设计
2
1.1.1 组合逻辑电路的分析方法
组合逻辑电路的分析是根据给定的逻辑电路图，弄清楚它的逻辑功 能，求出描述电路输出与输入之间的逻辑关系的表达式，列出真值表 。一般方法如下所述。
1）根据给定的逻辑电路的逻辑图，从输入端向输出端逐级写出各 个门对其输入的逻辑表达式，从而写出整个逻辑电路的输出对输入的 逻辑函数表达式。
2）利用逻辑代数运算法则化简逻辑函数表达式。 3）根据化简后的逻辑函数表达式，列出真值表，使逻辑功能更加 清晰。 4）根据化简后的逻辑函数表达式或真值表，分析逻辑功能。 下面通过一个例子说明组合逻辑电路的分析方法。
组合逻辑电路分析和设计
0 ××× 0 1 1 1 1 100
0 ×× 0 1 1 1 1 1 101
0 × 0 1 1 1 1 1 1 110
0 0 1 1 1 1 1 1 1 111
出
GS OE
11 10 01 01 01 01 01 01 01 01
2019/12/16
32
74LS148的逻辑功能描述：
(1) 编码输入端：逻辑符号输入端 I0~I7 上 面均有“—”号，这表示编码输入低电平有效。
输入：八个信号（对象） I0~I7 （二值量）
输出：三位二进制代码 Y2Y1Y0
称八线—三线编码器
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2.2 二-十进制编码器
1、定义：将０．．．９十个数字转换为二进制 代码的电路，称为二-十进制编码器．
2、特点：电路有十个输入端，四个输出端。所 以也称为10线－4线编码器。
3、举例：分析下图电路的逻辑功能。 根据逻辑图 写出函数表达式 列出真值表
确定电路逻辑功能
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由图可写出编码器的 输出逻辑函数为：
2019/12/16
图中I0...I9为十个需要编码的输入信号,输出
Y3Y2Y1Y0为四位二进制代码。
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编码器真值表
图中为二-十进制编码器。I0...I9为十个需要编码的输入信号,输出
2019/12/1Y6 3Y2Y1Y0为四位二进制代码。
专题1 组合电路分析与设计
导入新课
TTL门和 CMOS门中闲置输入端该如何处理？ CMOS门和TTL门的接口电路要考虑哪两个问题？ 数字电路按其有无记忆功能，分为组合逻辑电路和时序逻 辑电路两大部分。
2019/12/16
「组合逻辑电路分析和设计」
「组合逻辑电路分析和设计」组合逻辑电路分析和设计是计算机科学与工程领域中的重要内容。
本文主要从以下几个方面来进行阐述和介绍。
首先，组合逻辑电路是由与门、或门、非门等基本逻辑门按照一定规则组合而成的电路。
相比于时序逻辑电路，组合逻辑电路没有时钟信号的影响，其输出仅取决于输入。
因此，组合逻辑电路的分析和设计相对较为简单。
组合逻辑电路的分析主要涉及输入与输出之间的逻辑关系。
通过给定的真值表或逻辑函数，可以根据组合逻辑电路的输入和输出关系，推导出电路的逻辑表达式。
例如，对于一个4输入与门，当且仅当所有的输入都为1时，输出才为1、通过对输入和输出进行逻辑运算，可以得到逻辑表达式为Y=A*B*C*D。
组合逻辑电路的设计是根据给定的逻辑关系，构造出满足要求的电路结构。
设计的过程主要包括确定逻辑门的类型和数量，以及逻辑门之间的连接方式。
通过逻辑门的级联、并联、或者反馈连接，可以实现各种复杂的逻辑功能。
组合逻辑电路的设计通常采用两种方法：卡诺图和最小项拓展。
卡诺图是一种图形化的方法，将真值表中的1所对应的位置连接起来，形成一个矩形或者一组矩形。
通过对卡诺图进行化简和合并，可以得到最简化的逻辑表达式。
最小项拓展方法则是将逻辑关系转化为多个最小项的组合。
通过对最小项进行合并和优化，可以得到最简化的逻辑电路。
在实际的组合逻辑电路设计中，还需要考虑一些逻辑优化的技巧。
例如，引入分立的反相器可以简化逻辑表达式，减少逻辑门的使用数量。
另外，使用触发器可以引入时序逻辑，实现更复杂的功能。
总之，组合逻辑电路分析和设计是计算机科学与工程中非常重要的内容。
通过对组合逻辑电路的分析，可以得到逻辑表达式；通过对组合逻辑电路的设计，可以构造出满足需求的电路结构。
熟练掌握组合逻辑电路的分析和设计方法对于计算机科学与工程专业的学生来说是非常重要的。
组合逻辑电路的分析和设计
组合、时序逻辑电路的概念和结构
组合逻辑电路结构与特点：
组合逻辑电路结构：由若干个门电路组成。
组合逻辑电路特点：输出仅与该时刻的输入有关，与电路原状态无关。
常见组合逻辑电路：编码器、译码器、数据选择器、数据分配器……
时序逻辑电路结构与特点：
时序逻辑电路结构：由组合逻辑电源自和存储电路组成。时序逻辑电路特点：输出不仅与该时刻的输入有关，还与电路原状态有关。
习题2（P209）
课程
主题13：组合逻辑电路和时序逻辑电路
课题1：组合逻辑电路和时序逻辑电路的简介
授课班级
授课时间
授课时数
教学分析
通过教学，让同学们对组合逻辑电路和时序逻辑电路有更多的了解和认识。
教学目标
知识目标：
了解组合逻辑电路、时序逻辑电路的概念
掌握组合逻辑电路的分析方法和设计步骤
能力目标：
能够快速的进行组合逻辑电路分析及设计
重点
难点
重点：
组合逻辑电路、时序逻辑电路的概念
组合逻辑电路的分析与设计
难点：
组合逻辑电路的分析方法和设计步骤
授课方式、手段、方法
讲授法与课堂提问相结合
PPT多媒体演示技术
课外实践
教学小结
附件说明
教学课件PPT
教学过程及其主要内容
【课堂导入】
数字逻辑电路按逻辑功能不同，可分为组合逻辑电路、时序逻辑电路两大类。
二．组合逻辑电路的设计：
组合逻辑电路的设计：已知要实现的逻辑电路功能，设计实现该功能的逻辑电路图的过程。
设计步骤：
逻辑电路图
最简表达式
逻辑表达式
真值表
实际逻辑功能
讲解例题：（P208例2）
《组合逻辑电路的分析》教学案
§12.3《组合逻辑电路的分析》教学案【教学目标】1.掌握组合逻辑电路分析的一般步骤；2.学会分析组合逻辑电路的功能【导入新课】内容回顾1.说出下列逻辑电路符号的名称、表达式以及具体的逻辑功能。
【新授内容】任务一、组合逻辑电路数字电路分两大类：_______________和_________________。
1.组合逻辑电路：__________________________________________________。
Yi=f（A1,A2,…An） (i=1,2,…m)上式中，A1,A2,…An为输入逻辑变量，Yi称为输出。
1.组合逻辑电路的特点：1）___________________________________________;2）___________________________________________。
任务二、组合逻辑电路的分析组合逻辑电路分析：就是指已知逻辑电路，对其逻辑功能，工作特性，设计思想技术经济指标等实行分析、评价的过程。
例题分析：分析并说明图中所示逻辑电路的逻辑功能。
解：第一步，由电路写表达式：第二步，化简：第三步，列真值表。
0 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1第四步，判断逻辑功能：【结论】组合逻辑电路的分析步骤：第一步，____________________________________________。
第二步，____________________________________________。
第三步，____________________________________________。
第四步，____________________________________________。
【课堂练习】分析图P3.1电路的逻辑功能，写出Y1、、Y2的逻辑函数式，列出真值表，指出电路完成什么逻辑功能。
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。
2023/11/29
解：(1)分析设计要求，设输入输出变量并逻辑赋值；
2023/11/29
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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:
组合逻辑电路的分析和设计方法
A B CI S CO 0 0 000 0 0 110 0 1 010 0 1 101 1 0 010 1 0 101 1 1 001 1 1 111
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④电路的逻辑功能
AB
00
A:被加数 0 0
1 0
位位
10
11
11
CI S CO 000 110 010 101 010 101 001 111
G
Z为1
取红、黄、绿三盏灯的状态为输入变量：
分别用R、A、G表示，灯亮时为1，不亮时为0。
取故障信号为输出变量：以Z表示， 并规定正常工作状态下Z为0，发生故障时Z为1。
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18
根据题意可列出真值表
例4.2.2的逻辑真值表
RAG
Z
000
1
001
0
010
0
011
1
100
0
101
1
110
1
写出函数 表达式
2
路
化简 3 真值
函数
表
4
述 电 路
图
功
能
9
例： 分析下图电路的逻辑功能，指出其用途。
两个输出变量 S、CO
三个输入变量A 、B、CI
任何时刻， S、CO的取值只与A、B和CI取 值有关，与电路过去的工作状态无关。
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解：①列写输出变量函数表达式
②写出函数最简表达式 ③ 列出逻辑真值表
S：和
CO：向高 位的进位
由真值表可知 ，该电路为带 有低位进位的 加法器。
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4.2.2 组合逻辑电路的设计方法
一、进行逻辑抽象 根据要求设计出最
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与设计
Y3 A B AB
Y4 A B AB
Y Y3 Y4 AB AB
2）对表达式进行化简与变换。
Y AB AB AB AB
3）列出真值表，如下表所示
真值表 4）分析逻辑功能。由化简后的表达式和真值表可知，该电路为同或门。
组合逻辑电路的设计一般有以下步骤。 1）分析逻辑功能需求。分析设计要求，根据设计要求提出的逻辑功能， 确定输入变量和输出变量。 2）列出真值表。根据输入变量和输出变量之间的对应关系列出真值表。 3）写出逻辑函数表达式。根据真值表写出逻辑函数表达式。 4）对逻辑函数表达式进行化简并变换，整理成适当的形式。根据题目的 要求、器件的资源等情况确定选用哪类器件。若用门电路设计，则最好使用同 一类。如全部用与非门，就需要把逻辑函数式转换成与非－与非表达式。 5）根据化简和变换后的最简式画出逻辑图。
Y ABC ABC ABC ABC
4）化简和变换：用卡诺图进行化简，如下图所示。
卡诺图 得到最简式：Y=AB+AC+BC。变换为与非式，则 Y AB BC AC 。
5）用与非门实现，逻辑图如下图所示。 逻辑电路图
例7.3 设计一个A、B、C三人表决电路。当表决某个提案时，若多数人同意， 则提案通过，但A具有否决权。
例7.2 试设计一个由与非门组成的三变量多数表决电路，即A、B、C三个变量 中有两个以上的同意，表决才能通过。
解 1）分析要求：输入变量为A、B、C，输出变量为Y。A、B、C同意用1表示， 不同意用0表示。输出变量Y=1表示通过，Y=0表示不通过。
2）列真值表：如下表所示。
真值表
3）根据真值表写出逻辑函数表达式。
解 1）真值表。 设A、B、C 三个人，表决同意用1表示，不同意时用0表示； Y为表决结果，提案通过用1表示，不通过用0表示，同时还应考虑A具有否决权。 下表为真值表。
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
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A．2 线－4 线 C．10 线－4 线
B．4 线－2 线 D．4 线－10 线
25. 编码器的输出为（ ）
A．二进制代码 C．ASCII 码
B．十进制代码 D．任意进制代码
26. 全加器与半器的区别是（ ）
A．全加器、半加器都要考虑低位来的进位 B．半加器要考虑低位来的进位，全加器则不需要考虑 C．全加器、半加器都不用考虑低位来的进位 D．全加器要考虑低位来的进位，半加器则不需要考虑
A．编码器 B．译码器 C．全加器 D．半加器
30. 用代码代表特定信号或者将代码赋予特定含义的过程 称为（ ）。
A．译码 B．编码 C．数据选择 D．奇偶校验
二、判断题
1. 编码器是将十进制数转换成二进制代码的组合逻辑电 路。（ ）
2. 全加器是同时考虑低位的进位的一位加法器。（ ） 3. 组合逻辑电路是其输出只和当时的输入有关而和电路 过去的状态无关的数字电路。（ ）
11. 优先编码器74LS148的选通输入端接______电平时， 编码器才能正常工作。
12. 要想实现32线 - 5线优先编码器的逻辑功能，需要 _______片74LS148编码器？
13. 优先编码器只对优先级
的输入信号进行编码。
14. 74LS283是
位二进制加法器。
15. 共阳极LED数码管应由输出有效电平为
4. 组合逻辑电路由门电路构成，不含记忆电路，也不含反 馈电路。（ ）
5. 一个二进制编码器若需要对12个输入信号进行编码，则 要采用4位二进制代码。（ ） 6. 5变量输入译码器，其译码输出信号最多应有32个。（ ） 7. 3变量输入译码器，其译码输出信号最多应有6个。（ ） 8. 竞争-冒险是门电路中两个输入信号同时向相反的逻辑 电平跳变而在输出端可能产生尖峰脉冲的现象。（ ）
20．组合逻辑电路的设计是指（ ） A．已知逻辑要求，求解逻辑表达式并画逻辑图的解逻辑功能的过程 D．已知逻辑要求，求解逻辑表达式
21. 如图所示逻辑电路所表示的逻辑函数为 Y= ( )
A.
B.
A =1
C.
B
=1 Y
D.
C
22. 如图所示逻辑电路的功能是（ ）
-1-
（Work hard and make progress every day!） 片74LS148编码器？
A. 2 B. 3 C. 4 D. 8
16. 以下不是组合逻辑电路消除竞争冒险的方法有（ ）
A. 修改逻辑
B. 接入滤波电容
C. 引入选通脉冲 D. 加缓冲电路
17. 逻辑函数
， 当变量的取值为
14. 组合逻辑电路中产生竞争冒险的主要原因是输入信号 受到尖峰干扰。（ ）
15. 编码器、译码器和寄存器属于组合逻辑电路。（ ）
三、填空题
1.一位加法器按照功能不同可分为半加器和______。 2.半加器的求和输出端S和输入端A、B的逻辑关系是_____
_，进位输出端CO和输入端A、B的逻辑关系是______。
3.数字电路按照逻辑功能可分为______逻辑电路和时序 逻辑电路。
4.组合逻辑电路在任意时刻的输出状态仅取决于______。
（Work hard and make progress every day!） 5.半导体数码管是由______段发光二极管组成。
6. 两个同位的数和来自低位的进位三者相加的器件叫做 ______。
A. 具有十个输出端
B. 具有十个输入端
C. 只能翻译10个BCD码 D. 是二 - 十进制译码器
11. 七段数码显示译码器应有（ ）个输出端 A. 7 B. 8 C. 10 D. 14
12. 有关七段LED字符显示器叙述错误的是（ ） A. 分为共阳极和共阴极 B. 是由发光二极管构成 C. 是由液晶材料构成 D. 能显示0～9这几个数字
9. 优先编码器74LS148输出是低电平有效，每个输出对应 输入变量的一个最小项。（ ）
10. 译码器74LS138输出是低电平有效，每个输出对应输 入变量的一个最小项。（ ）
11. 编码与译码是互逆的过程。（ ） 12. 二进制译码器相当于是一个最小项发生器，便于实现 组合逻辑电路。（ ）
13. 共阴极LED数码显示器需选用有效输出为高电平的七 段显示译码器来驱动。（ ）
（ ）时， 会出现冒险现象。
A. B=C=1 B. B=C=0 C. B=1，C=0 D. B=0，C=1
18.竞争-冒险的判断方法是（ ）。 A. 几何法 B. 时序法 C. 函数法 D.卡诺图法
19．产生竞争－冒险现象的原因是由于（ ）。
A．管子过热 B．外界干扰
C．温度
D．信号在传输过程中的延迟
A. 奇偶校验器 B. 数值比较器 C. 全加器
A∑
B
CO
C
D. 表决器
∑
Y1
CO
≥1
Y2
© Prof.Guo
第 13 章 组合逻辑电路的分析与设计
23. 上题的电路中，输出端 Y1 的逻辑函数为（ ）
A．
B．
C．
D．
24. 将 4 位 BCD 码的十组代码翻译成 0~9 十个对应的输 出信号的电路,称为（ ）译码器。
的
译码器来驱动。
-2© Prof.Guo
13. 74LS283是（ ）进制加法器 A. 二 B. 八 C. 十 D. 十六
A. 全加器 B. 半加器 C. 译码器 D. 编码器
14. 若编码器需要对50个数据进行编码，则该编码器输出 的二进制代码位数为（ ）
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
15. 将8线-3线编码器扩展为16线-4线编码器，需要（ ）
4．如图所示电路是（ ）。
5．优先编码器同时有两个输入信号时是按照( )的输入 信号编码的。
A. 高电平 B. 低电平 C. 优先级 D. 无法编码
6．对于8线-3线编码器的说法正确的是（ ） A. 3根输入线，8根输出线 B. 8根输入线，3根输出线 C. 3根输入线，3根输出线 D. 8根输入线，8根输出线
7. 当输入信号改变状态时，输出端可能出现虚假过渡干 扰脉冲的现象叫______。
8. 5变量输入译码器，其译码输出信号最多应有____个。
9. 消除竞争-冒险现象的方法有:引入封锁脉冲、引入选通 脉冲、修改逻辑设计和______等方法。
10. 把输入的每一个高低电平信号编成一个对应的二进 制代码输出，这种器件称为______。
7．输出是二进制代码的逻辑器件是（ ） A.编码器 B.译码器 C.寄存器 D.以上都不是
8．3线-8线译码器是（ ）译码器。 A. 三位二进制 B. 三进制 C. 三-八进制 D. 八进制
9. 译码器74LS42的有效输入信号是（ ） A.BCD码 B.BCD反码 C.十进制原码 D.十进制反码
10. 关于译码器74LS42的叙述错误的是（ ）
27. 当输入信号改变状态时，输出端可能出现过渡干扰脉 冲的现象叫（ ）。
A．错码 B．校验错 C．竞争 D．竞争—冒险
28. 对一个 3 线-8 线译码器错误的叙述是（ ）。
A．它有 3 个主要输入端 B．它有 8 个主要输入端 C．它是二进制译码器 D．同一时间只有一个输出端是有效的
29. 能完成两个 1 位二进制数相加并考虑到低位来的进位 的器件称为（ ）。
第 13 章 组合逻辑电路的分析与设计
本章知识点： 组合逻辑电路的概念；组合逻辑电路的一般分析方法 半加器的基本原理：逻辑表达式、真值表、逻辑电路 全加器的基本原理：逻辑表达式、真值表、逻辑电路 多位加法电路的构成。74LS283的使用。 什么是编码器？8线-3线编码器的原理。 74LS148编码器的使用及16线-4线编码器的扩展 什么是译码器？译码器的电路结构及工作原理 74LS138的使用；74LS42的使用 7段字符显示器；7段显示译码器的原理及应用 组合逻辑电路设计的基本思想及一般方法 分析教材P305例题13-2、13-3和13-4。能够根据逻辑 表达式画出逻辑电路图 什么是组合逻辑电路的竞争-冒险现象？产生的原因？ 如何去判断？如何消除？
一、选择题
1．组合逻辑电路是由（ ）构成。 A. 门电路 B. 编码器 C. 译码器 D. 加法器
2．能将输入信号转变为二进制代码的电路是（ ）。 A. 译码器 B. 编码器 C. 数据选择器 D. 加法器
3．在下列逻辑电路中， 不是组合逻辑电路的有（ ）。 A. 译码器 B. 编码器 C. 全加器 D. 寄存器