组合逻辑电路PPT课件
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组合逻辑电路(电子技术课件)
组合逻辑电路•组合逻辑电路的概述•组合逻辑电路的分析•组合逻辑电路的设计•常用的组合逻辑电路在数字电路中，数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。
组合逻辑电路：输出仅由输入决定，与电路当前状态无关，电路结构中无反馈环路(无记忆)。
组合逻辑电路的概述1.特点(1)输入、输出之间没有反馈延迟通路；(2)电路中不含记忆元件；(3)电路任何时刻的输出仅取决于该时刻的输入，而与电路原来的状态无关。
2.描述组合电路逻辑功能的方法逻辑表达式、真值表、卡诺图、逻辑图、波形图。
组合逻辑电路的分析[例] 试分析下列组合逻辑电路的功能。
[例] 试分析下列组合逻辑电路的功能。
解：（1）根据给定的逻辑电路，写出所有输出逻辑函数表达式并对其进行变换：（2）根据化简后的逻辑函数表达式列出真值表，如表。
（3）逻辑功能评述该电路是一位二进制数比较器：当A>B时，L1=1；当A<B时，L3=1。
注意在确定该电路的逻辑功能时，输出函数L1、L2、L3不能分开考虑。
组合逻辑电路的设计1.组合逻辑电路设计的目的设计组合电路的目的是根据功能要求设计最佳电路。
即根据给出的实际问题，求出能够实现这一逻辑要求的最简的逻辑电路，这就是组合电路的设计，它是分析的逆过程。
2.设计组合电路的步骤：(1)分析设计要求；(2)根据功能要求列出真值表；(3)根据真值表利用卡诺图进行化简，得到最简逻辑表达式；(4)根据最简表达式画逻辑图。
[例]用与非门设计一个三变量“多数表决电路”。
解：（1）进行逻辑抽象，建立真值表：用A、B、C表示参加表决的输入变量，“1”代表赞成，“0”代表反对，用F表示表决结果，“1”代表多数赞成，“0”代表多数反对。
根据题意，列真值表如表。
（2）根据真值表写出逻辑函数的“最小项之和”表达式：（3）将上述表达式化简，并转换成与非形式：（4）根据逻辑函数表达式画出逻辑电路图，如图。
上述逻辑电路可以用74LS00芯片实现，74LS00为4个2输入与非门芯片，74LS00的逻辑符号和引脚图如图所示。
《组合逻辑电路》PPT课件
Y1
Y0
19
2-4译码器 功能表
E
A B
2-4 译码器
YYYY3210
E
E AB 0 00 0 01
Y3 Y2 Y1 Y0 1110 1101
0 10 1 0 1 1
Y3=A B E=M3 E B A Y2=A B E=M2 E Y1=A B E=M1 E Y0=A B E=M0 E
0 11 0 1 1 1 1 ** 1 1 1 1
X3
Y2
X2
X1
Y1
X0 EO
精选ppt
X3 4-2
X2 编
Y2
X1 码
X0 器
Y1
E0
X3 X2 X1 X0 Y1 Y0 EO 1111 00 0 1110 00 1 1101 01 1 1011 10 1 0111 11 1
10
74LS148 8-3优先编码器
精选ppt
11
74LS148 8-3优先编码器
1 E A B C D精选ppt
08 91 120 131 142 153 164 175
74LS138(H)
E1 E21 E22 A B C
25
74LS139 DUAL 2-4译码器
0123
74LS139
E AB
0123
74LS139
E AB
精选ppt
26
用2-4译码器实现4-16译码器
0123
精选ppt
Ei 0 1 2 3 4 5 6 7
15
74LS147 10-BCD编码器
• 输入1~9, 低有效 • 输出为0~9的BCD码, 低有效 • 无有效输入时输出0的BCD码 • 是优先编码器, 9的优先级最高 • 问题: 可否作为8-3优先编码器? 如果可以,
第三章组合逻辑电路ppt课件
图3.3.1 3位二进制普通编码器框图 《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路 表3-3-1 3位二进制普通编码器真值表
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
由于普通编码器在任何时刻 I0 ~ I7 当中仅有一个 取值为1，即只有真值表中所列的8种状态，而且它
的（ 28 8 ）种状态均为约束项。因此，由真值表
A
&
1
F2
C
B
&
C
图3.2.1 【例1】逻辑电路图
《数字电子技术》
3.2 组合逻辑电路的分析和设计方法
§3.2.2 组合逻辑电路的设计方法
所谓“设计”：即根据给出的实际逻辑问题，求出实 现这个逻辑功能的最简逻辑电路。
所谓“最简”：是指所用器件最少，器件种类最少， 而且器件之间的连线也最少。
一、设计步骤 （1）进行逻辑抽象
【例1】试用两片74LS148接成16线-4线优先编码器，
将－的优11先11权’最1低6个。146位个二低进A电0A制平1~5代输A码1入5 ，信其号中
编为‘0000
的A优0 先权最高，
接成的电路图如图3.3.4所示：
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
图3.3.4 用两片74LS148接成的16线－4线优先编码器逻辑图
I7
)
S
Y0 (I1I2 I4 I6 I3 I4 I6 I5 I6 I7 ) S
（由功能表第一行体现）。
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
（2）YS 为选通输出端，其表达式为：
YS I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 S
此式表明：只有当所有的编码输入端均为高 电平（即没有编码输入），且S=1（ S 0 ）
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路 表3-3-1 3位二进制普通编码器真值表
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
由于普通编码器在任何时刻 I0 ~ I7 当中仅有一个 取值为1，即只有真值表中所列的8种状态，而且它
的（ 28 8 ）种状态均为约束项。因此，由真值表
A
&
1
F2
C
B
&
C
图3.2.1 【例1】逻辑电路图
《数字电子技术》
3.2 组合逻辑电路的分析和设计方法
§3.2.2 组合逻辑电路的设计方法
所谓“设计”：即根据给出的实际逻辑问题，求出实 现这个逻辑功能的最简逻辑电路。
所谓“最简”：是指所用器件最少，器件种类最少， 而且器件之间的连线也最少。
一、设计步骤 （1）进行逻辑抽象
【例1】试用两片74LS148接成16线-4线优先编码器，
将－的优11先11权’最1低6个。146位个二低进A电0A制平1~5代输A码1入5 ，信其号中
编为‘0000
的A优0 先权最高，
接成的电路图如图3.3.4所示：
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
图3.3.4 用两片74LS148接成的16线－4线优先编码器逻辑图
I7
)
S
Y0 (I1I2 I4 I6 I3 I4 I6 I5 I6 I7 ) S
（由功能表第一行体现）。
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
（2）YS 为选通输出端，其表达式为：
YS I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 S
此式表明：只有当所有的编码输入端均为高 电平（即没有编码输入），且S=1（ S 0 ）
电路与电子技术第10章-组合逻辑电路课件.ppt
33
第10章 门电路与组合逻辑电路
（1） 逻辑表达式 用与、或、非等运算和括号来描述逻辑函数的表达式
如： Y A(B C) D
输出变量： Y
输入变量： A、B、C
反变量: 字母上有非号， 如： D
原变量: 字母上没有非号， 如： A、B、C
34
第10章 门电路与组合逻辑电路
（2） 逻辑状态表
0•A=0 A•0=0 1•A=A
A•1 =A A•A=A
A• A 0
0+A=A
A+0=A
1+A=1
1=0
非 0=1
运 算
0=0
1=1
A A
A+1 =1 A+A =A
A A1 29
第10章 门电路与组合逻辑电路
3. 逻辑代数运算定律 交换律： A + B = B + A
A•B =B•A
结合律： ABC = (AB) C =A (BC)
T5
A、B 有一个为 0 或都为 0 时：
T1 发射结导通， T1 集电结和 T2 、T5 均截止 复合管 T3 、T4 导通，Y 为 1
21
第10章 门电路与组合逻辑电路
常用 TTL 集成与非门 74LS00
74LS00 有 4 个两输入与非门，完全相同
Y AB
A、B 为输入端 Y 为输出端 4 个与非门电源公共 第 14 脚接 + 5V 直流电源 第 7 脚接电源的地
(2) 配项法
应用 B B( A A)
[例] Y AB AC BC AB AC BC( A A) AB AC ABC ABC
AB(1 C ) AC(1 B) AB AC
第10章 门电路与组合逻辑电路
（1） 逻辑表达式 用与、或、非等运算和括号来描述逻辑函数的表达式
如： Y A(B C) D
输出变量： Y
输入变量： A、B、C
反变量: 字母上有非号， 如： D
原变量: 字母上没有非号， 如： A、B、C
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第10章 门电路与组合逻辑电路
（2） 逻辑状态表
0•A=0 A•0=0 1•A=A
A•1 =A A•A=A
A• A 0
0+A=A
A+0=A
1+A=1
1=0
非 0=1
运 算
0=0
1=1
A A
A+1 =1 A+A =A
A A1 29
第10章 门电路与组合逻辑电路
3. 逻辑代数运算定律 交换律： A + B = B + A
A•B =B•A
结合律： ABC = (AB) C =A (BC)
T5
A、B 有一个为 0 或都为 0 时：
T1 发射结导通， T1 集电结和 T2 、T5 均截止 复合管 T3 、T4 导通，Y 为 1
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第10章 门电路与组合逻辑电路
常用 TTL 集成与非门 74LS00
74LS00 有 4 个两输入与非门，完全相同
Y AB
A、B 为输入端 Y 为输出端 4 个与非门电源公共 第 14 脚接 + 5V 直流电源 第 7 脚接电源的地
(2) 配项法
应用 B B( A A)
[例] Y AB AC BC AB AC BC( A A) AB AC ABC ABC
AB(1 C ) AC(1 B) AB AC
常见组合逻辑电路【共32张PPT】
else begin q<=d; qn<=~d; end
end
endmodule
2、带清零端、置1端的JK触发器
module JK_FF(CLK,J,K,Q,RS,SET);
input CLK,J,K,SET,RS;
output Q;
reg Q;
always @(posedge CLK or negedge RS or negedge SET )
采用“assign”语句是描述组合逻辑电路最常用的方法之一。
（3）用“always”或“initial”过程块。 （行为描述）
使用initial和always的区别
“always”块既可用于描述组合逻辑，也可描述时序逻辑。
always语句是不断地重复活动的，直到仿真过程结束。但always语句后的
同步置数，低电平有效. input A,B,C,D; output F;
常见组合与时序逻辑电路Verilog HDL描述 3’b110:out=8’b10111111;
output pass;
default： out =8 'bx;
reg[2:0] outcode;
begin 端口信号名称可以采用位置关联方法和名称关联方法进行连接。
begin if(h) outcode=3’b111;
if(!RS) Q<=1’B0;
（1）调用内置门元件描述
module gate3(F,A,B,C,D);
input A,B,C,D; output F;
nand (F1,A,B); and(F2,B,C,D); or(F,F1,F2); //调用内置门
4’d6:{a,b,c,d,e,f,g}=7’b1011111;
《组合逻辑电路一》PPT课件
A2>B2 A2<B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2
A1 B1 X X X X
A1>B1 A1<B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1
A0 B0 X X X X X X
A0>B0 A0<B0 A0=B0 A0=B0 A0=B0 A0=B0 A0=B0
1
1
01
精选ppt
5
加法器(Adder)
(2)全加器
两个1位二进制数A、B相加时，考虑到相邻 低位的进位Ci的加法器称为全加器（Full Adder, FA）。
S
Co
Ci
AB
精选ppt
6
加法器(Adder)
A B C0i 0 01 11 10
0
1
1
11
1
S
B Ci A 00 01 11 10
0
1
A=A7A6A5A4A3A2A1A0、B=B7B6B5B4B3B2B1B0
FA>B FA=B FA<B
F> F= F< I>
74LS85 I= I<
A3A2A1A0 B3B2B1B0
F> F= F< I> 0
74LS85 I= 1 I< 0
A3A2A1A0 B3B2B1B0
A7A6A5A4 B7B6B5B4
A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0
精选ppt
10
加法器74LS283
例1：用74LS283实现8421BCD码转换成E3码。
解：通过对8421BCD码和E3码的比较发现：
A1 B1 X X X X
A1>B1 A1<B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1 A1=B1
A0 B0 X X X X X X
A0>B0 A0<B0 A0=B0 A0=B0 A0=B0 A0=B0 A0=B0
1
1
01
精选ppt
5
加法器(Adder)
(2)全加器
两个1位二进制数A、B相加时，考虑到相邻 低位的进位Ci的加法器称为全加器（Full Adder, FA）。
S
Co
Ci
AB
精选ppt
6
加法器(Adder)
A B C0i 0 01 11 10
0
1
1
11
1
S
B Ci A 00 01 11 10
0
1
A=A7A6A5A4A3A2A1A0、B=B7B6B5B4B3B2B1B0
FA>B FA=B FA<B
F> F= F< I>
74LS85 I= I<
A3A2A1A0 B3B2B1B0
F> F= F< I> 0
74LS85 I= 1 I< 0
A3A2A1A0 B3B2B1B0
A7A6A5A4 B7B6B5B4
A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0
精选ppt
10
加法器74LS283
例1：用74LS283实现8421BCD码转换成E3码。
解：通过对8421BCD码和E3码的比较发现：
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》PPT课件_OK
逻辑代数所表示的是逻辑关系，而不是数 量关系。这是它与普通代数的本质区别。
2021/7/27
25
逻辑代数运算法则
1. 常量与变量的关系
自等律 A 0 A A1 A 0-1律 A 1 1 A 0 0 重叠律 A A A A A A
还原律 A A
互补律 A A 1 A A 0
2. 逻辑代数的基本运算法则
00 11 01 11 01 11 01 11
输入A、B、C有一个为“1”，输出 Y 为“1”。
输入A、B、C全为低电平“0”，输出 Y 为“0”。
2021/7/27
13
逻辑表达式： Y=A+B+C
3. 逻辑关系：“或”逻辑
即：有“1”出
“1”，
逻辑符全号“：0”出“0”
A B C
>1
Y
“或” 门逻辑状态表
X2
组合逻辑电路
Y1
Y2
输出
...
Xn
Yn
组合逻辑电路框图
2021/7/27
29
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) 列逻辑状态表即真值表 (4) 分析逻辑功能
2021/7/27
30
例 1：分析下图的逻辑功能
0 0 10
A B C
>1
Y
01 01 10
00 10 00
“或非”门
1 0 10 1 1 00
逻辑表达式： Y=A+B+C 1 1 1 0
有“1”出“0”，全“0”
出“1”
2021/7/27
2021/7/27
25
逻辑代数运算法则
1. 常量与变量的关系
自等律 A 0 A A1 A 0-1律 A 1 1 A 0 0 重叠律 A A A A A A
还原律 A A
互补律 A A 1 A A 0
2. 逻辑代数的基本运算法则
00 11 01 11 01 11 01 11
输入A、B、C有一个为“1”，输出 Y 为“1”。
输入A、B、C全为低电平“0”，输出 Y 为“0”。
2021/7/27
13
逻辑表达式： Y=A+B+C
3. 逻辑关系：“或”逻辑
即：有“1”出
“1”，
逻辑符全号“：0”出“0”
A B C
>1
Y
“或” 门逻辑状态表
X2
组合逻辑电路
Y1
Y2
输出
...
Xn
Yn
组合逻辑电路框图
2021/7/27
29
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) 列逻辑状态表即真值表 (4) 分析逻辑功能
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例 1：分析下图的逻辑功能
0 0 10
A B C
>1
Y
01 01 10
00 10 00
“或非”门
1 0 10 1 1 00
逻辑表达式： Y=A+B+C 1 1 1 0
有“1”出“0”，全“0”
出“1”
2021/7/27
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. （第4章-21）
一、普通编码器
输
入
输出
• 特点：任何时刻
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0
只允许输入一个 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
编码信号。
. （第4章-12）
4.2.2 组合逻辑电路的设计方法
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
. （第4章-13）
例1：设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路
R
A 如果信号灯 Z
2.化简
A •B •A A •B •B
（ A B ） •A （ A B ） •BA•BA•B
. （第4章-7）
3.写真值表
真值表
ABF 000 011 101 110
4.分析逻辑功能
输入相同输出为 “0”，输入相异输 出为“1”，称为 “异或”逻辑关系。 这种电路称“异或” 门。
=1
FA B A B A B
出现故障，
G
Z为1
. （第4章-14）
输入变量 输
出
1. 抽象
R AGZ
• 输入变量: 红（R）、黄（A）、绿（G）
• 输出变量： 故障信号（Z）
2. 写出逻辑表达式
0 001 0 010 0 100 0 111
1 000
Z R 'A 'G ' R 'A R G 'G A R' A RG AG
4.2.1组合逻辑电路的分析方法
电路 结构
逻辑 功能
1.由给定的逻辑图写出逻辑关系表达式。
2.用逻辑代数或卡诺图对逻辑表达式进 行化简。
3.列出输入输出状态真值表。 4.分析逻辑功能。 .
（第4章-6）
例1：分析下图的逻辑功能。 & A•B•A
A&
A• B
B
&F
&
A•B•B
1.写出逻 辑表达式 FA •B •A •A •B •B
任意时刻的输出仅 取决于该时刻的输
入
不含记忆（存储）元件
. （第4章-4）
二、逻辑功能的描述
aa12
组合逻辑
y
y
1
2
电路
an
ym
组合逻辑电路的框图
y1 f1(a 1a 2 a n )
y 2 f 2(a 1a 2 a n )
ym
f m (a 1a 2
a
）
n
.
YF(A)
（第4章-5）
§ 4.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法
Y 2Y 1Y 0
001 001 001 001 001 001 010 010 010 010 010 100 100 100 100 100
功能分析：当D、C、B、A表示的二进制
数小于或等于5时，Y0为1，当这个二进 制数在6和10之间时Y1为1，当这个二进 制数大于或等于11时Y2为1。 故这是一个判别输入的4位二进制数数 值范围的电路。
. （第4章-8）
例 2：分析下图的逻辑功能
A . & A .B B.
1
&
A
& Y
A•B
1
B
化简
. (1) 写出逻辑式 Y = AB AB = AB +AB
. （第4章-9）
(2) 列逻辑状态表
AB
Y
00 1 01 0
10 0
11 1
Y= AB +AB
逻辑式
=A B =A B
A B
=1
Y
(3) 分析逻辑功能
逻辑符号
输入相同输出为“1”,输入相异输出为“0”,称 为“判一致电路”(“同或门”) ,可用于判断各输入 端的状态是否相同。
. （第4章-10）
例3：试分析图示电路的逻辑功能，指出该电路的用途。
解： 1.根据逻辑图写出逻辑式
Y2 DC DBA DC DBA
D
1
C
1
B
Y1 DCBDCBDCA A
1
DCBDCBDCA 1
&& & && &&
Y0 DC DB DC DB
&
&
&
Y2
Y1
Y0
. （第4章-11）
2.列出真值表
输入
输出
DCBA
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
工作，1表示电动机发生故障；1表灯亮，0表示灯灭 2.建立真值表: 按设计要求可得下表所列的真值表
A
B
F绿
F黄
F红
0
0
1
0
0
0
1
0
10Leabharlann 1001
0
1
1
0
0
1
F绿 A B
F黄ABABAB
.
F红 AB
（第4章-18）
3.根据真值表求得输出逻辑函数的表达式
F绿 A B
F黄ABABAB
F红 AB
4.化简上述逻辑函数表达式，并转换成适当 的形式。
由于上述逻辑函数的表达式都是最简了，所 以不用再化简。
. （第4章-19）
5.根据逻辑函数表达式画出逻辑电路图如下示。
F黄ABABAB
逻辑电路图.
F绿 A B
F红 AB
（第4章-20）
4.3 若干常用组合逻辑电路 4.3.1 编码器 • 编码：将输入的每个高/低电平信号变成一
个对应的二进制代码。 分类： 1.普通编码器 2.优先编码器
用方法，能运用这些器件设计出任何其他逻辑 功能的组合逻辑电路； 3.了解逻辑电路中的竞争-冒险现象。
. （第4章-2）
§ 4.1 概述
逻
组合逻辑电路
现时的输出仅取 决于现时的输入
辑
电
路
除与现时输入有
时序逻辑电路 关外还与原状态
有关
. （第4章-3）
4.1概述
一、组合逻辑电路的特点 1. 从功能上 2. 从电路结构上
例2： 设计一个故障指示电路，具体要求为： （1）两台电动机同时工作时，绿灯亮； （2）一台电动机发生故障时，黄灯亮； （3）两台电动机同时发生故障时，红灯亮。
. （第4章-17）
解：1. 设定A、B分别表示两台电动机这两个逻辑变量，F绿、 F黄、F红分别表示绿灯、黄灯、红灯；且用0表示电动机正常
1 011
1 101
1 111
. （第4章-15）
3. 选用小规模SSI器件 4. 化简 Z R 'A 'G ' R R A A GG
5. 画出逻辑图
ZRAG.R.A RG .AG
用与或门实现
. 用与非门实现
（第4章-16）
多输出组合逻辑电路的设计
多输出组合逻辑电路是指具有两个或两个以上的输出逻 辑变量的组合逻辑电路。
第四章 组合逻辑电路
§ 4.1 概述 § 4.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法 § 4.3 若干常用的组合逻辑电路 § 4.4 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象
. （第4章-1）
第四章 组合逻辑电路
本章要求： 1.熟练掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法； 2.掌握标准化的中规模集成器件的逻辑功能、使
一、普通编码器
输
入
输出
• 特点：任何时刻
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0
只允许输入一个 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
编码信号。
. （第4章-12）
4.2.2 组合逻辑电路的设计方法
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
. （第4章-13）
例1：设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路
R
A 如果信号灯 Z
2.化简
A •B •A A •B •B
（ A B ） •A （ A B ） •BA•BA•B
. （第4章-7）
3.写真值表
真值表
ABF 000 011 101 110
4.分析逻辑功能
输入相同输出为 “0”，输入相异输 出为“1”，称为 “异或”逻辑关系。 这种电路称“异或” 门。
=1
FA B A B A B
出现故障，
G
Z为1
. （第4章-14）
输入变量 输
出
1. 抽象
R AGZ
• 输入变量: 红（R）、黄（A）、绿（G）
• 输出变量： 故障信号（Z）
2. 写出逻辑表达式
0 001 0 010 0 100 0 111
1 000
Z R 'A 'G ' R 'A R G 'G A R' A RG AG
4.2.1组合逻辑电路的分析方法
电路 结构
逻辑 功能
1.由给定的逻辑图写出逻辑关系表达式。
2.用逻辑代数或卡诺图对逻辑表达式进 行化简。
3.列出输入输出状态真值表。 4.分析逻辑功能。 .
（第4章-6）
例1：分析下图的逻辑功能。 & A•B•A
A&
A• B
B
&F
&
A•B•B
1.写出逻 辑表达式 FA •B •A •A •B •B
任意时刻的输出仅 取决于该时刻的输
入
不含记忆（存储）元件
. （第4章-4）
二、逻辑功能的描述
aa12
组合逻辑
y
y
1
2
电路
an
ym
组合逻辑电路的框图
y1 f1(a 1a 2 a n )
y 2 f 2(a 1a 2 a n )
ym
f m (a 1a 2
a
）
n
.
YF(A)
（第4章-5）
§ 4.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法
Y 2Y 1Y 0
001 001 001 001 001 001 010 010 010 010 010 100 100 100 100 100
功能分析：当D、C、B、A表示的二进制
数小于或等于5时，Y0为1，当这个二进 制数在6和10之间时Y1为1，当这个二进 制数大于或等于11时Y2为1。 故这是一个判别输入的4位二进制数数 值范围的电路。
. （第4章-8）
例 2：分析下图的逻辑功能
A . & A .B B.
1
&
A
& Y
A•B
1
B
化简
. (1) 写出逻辑式 Y = AB AB = AB +AB
. （第4章-9）
(2) 列逻辑状态表
AB
Y
00 1 01 0
10 0
11 1
Y= AB +AB
逻辑式
=A B =A B
A B
=1
Y
(3) 分析逻辑功能
逻辑符号
输入相同输出为“1”,输入相异输出为“0”,称 为“判一致电路”(“同或门”) ,可用于判断各输入 端的状态是否相同。
. （第4章-10）
例3：试分析图示电路的逻辑功能，指出该电路的用途。
解： 1.根据逻辑图写出逻辑式
Y2 DC DBA DC DBA
D
1
C
1
B
Y1 DCBDCBDCA A
1
DCBDCBDCA 1
&& & && &&
Y0 DC DB DC DB
&
&
&
Y2
Y1
Y0
. （第4章-11）
2.列出真值表
输入
输出
DCBA
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
工作，1表示电动机发生故障；1表灯亮，0表示灯灭 2.建立真值表: 按设计要求可得下表所列的真值表
A
B
F绿
F黄
F红
0
0
1
0
0
0
1
0
10Leabharlann 1001
0
1
1
0
0
1
F绿 A B
F黄ABABAB
.
F红 AB
（第4章-18）
3.根据真值表求得输出逻辑函数的表达式
F绿 A B
F黄ABABAB
F红 AB
4.化简上述逻辑函数表达式，并转换成适当 的形式。
由于上述逻辑函数的表达式都是最简了，所 以不用再化简。
. （第4章-19）
5.根据逻辑函数表达式画出逻辑电路图如下示。
F黄ABABAB
逻辑电路图.
F绿 A B
F红 AB
（第4章-20）
4.3 若干常用组合逻辑电路 4.3.1 编码器 • 编码：将输入的每个高/低电平信号变成一
个对应的二进制代码。 分类： 1.普通编码器 2.优先编码器
用方法，能运用这些器件设计出任何其他逻辑 功能的组合逻辑电路； 3.了解逻辑电路中的竞争-冒险现象。
. （第4章-2）
§ 4.1 概述
逻
组合逻辑电路
现时的输出仅取 决于现时的输入
辑
电
路
除与现时输入有
时序逻辑电路 关外还与原状态
有关
. （第4章-3）
4.1概述
一、组合逻辑电路的特点 1. 从功能上 2. 从电路结构上
例2： 设计一个故障指示电路，具体要求为： （1）两台电动机同时工作时，绿灯亮； （2）一台电动机发生故障时，黄灯亮； （3）两台电动机同时发生故障时，红灯亮。
. （第4章-17）
解：1. 设定A、B分别表示两台电动机这两个逻辑变量，F绿、 F黄、F红分别表示绿灯、黄灯、红灯；且用0表示电动机正常
1 011
1 101
1 111
. （第4章-15）
3. 选用小规模SSI器件 4. 化简 Z R 'A 'G ' R R A A GG
5. 画出逻辑图
ZRAG.R.A RG .AG
用与或门实现
. 用与非门实现
（第4章-16）
多输出组合逻辑电路的设计
多输出组合逻辑电路是指具有两个或两个以上的输出逻 辑变量的组合逻辑电路。
第四章 组合逻辑电路
§ 4.1 概述 § 4.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法 § 4.3 若干常用的组合逻辑电路 § 4.4 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象
. （第4章-1）
第四章 组合逻辑电路
本章要求： 1.熟练掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法； 2.掌握标准化的中规模集成器件的逻辑功能、使