组合逻辑电路的分析与设计(4)

S0
第
三
S1
章
S2
组
S3
合
逻
S4
辑
S5
电 路
S6
S7
S8
S9
嘉应学院电子信息工程系
解：（1）列出真值表：（开关按下表示该条线为0电位，对该 条编号的开关编码，只允许一个开关按下，有约束条件）
第 三 章
组 合 逻 辑 电 路
（2）由真值表写出各输出的逻辑表达式为（下式为利用约束项 化简后的结果）：
AS8S9S8S9
3线编码器，其功能真值表见下表：（输入为高电平有效，只
第 三
允许一个信息入，即每次只一个I为1，对输入有约束）
编码 器真 值表
章
输
入
输出
组
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
A2 A1 A0
合 逻 辑
10 00 000 0 01 00 000 0
000 001
电
00 10 000 0
010
第 三 章
组 合 逻
如果，要求用与非门实现该逻辑电路，就应将表达式转换成 与非—与非表达式：（德摩根定理）
辑
电
路 画出逻辑图如图所示。
嘉应学院电子信息工程系
例3.4.2：设计一个电话机信号控制电路。电路有I0（火警）、
I1（盗警）和I2（日常业务）三种输入信号，通过排队电路分别
从L0、L1、L2输出，在同一时间只能有一个信号通过。如果同
第三章 组合逻辑电路 (combinition logic circuit)
第 3.1 概述
第三
三章 3.2 组合逻辑电路的分析方法设计方法
章组
组合 3.3 若干常用的组合逻辑电路
合逻
逻辑 辑电路电路
3.4 组合逻辑中的竞争-冒险现象
嘉应学院电子信息工程系
3.1概述
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
嘉应学院电子信息工程系
（2）由真值表写出各输出的逻辑表达式：
第 三 章 组 （3）根据要求，将上式转换为与非表达式： 合 逻 辑 电 路
嘉应学院电子信息工程系
（4）画出逻辑图。
第 三 章 组 合 逻 辑 电 路
嘉应学院电子信息工程系
例3.3.3：设计一个将余3码变换成8421BCD码的组合逻辑电路。 解：（1）根据题目要求，列出真值表：（简化真值表，四输入 应有十六种情况，输入变量不独立，是有约束项的逻辑问题）。
编码器的基本概念及工作原理
第 三
编码——将特定的逻辑信号编为一组二进制代码。
章 能够实现编码功能的逻辑部件称为编码器。
组 合
一般而言，N个不同的信号，至少需要n位二进制数编码。
逻 辑
N和n之间满足下列关系:
电
2n≥N
路
嘉应学院电子信息工程系
一.普通二进制编码器
3位二进制编码器有8个输入端，3个输出端，所以常称为8线—
第
三 章
A2 I4I5I6I7
A1 I2I3I6I7
A0 I1I3I5I7
组 用与非门和非门实现逻辑电路：（课本中用或门实现，图3.3.2）
合
A2
A1
A0
逻
辑
&Байду номын сангаас
&
&
电
路
1
1
1
1
1
1
1
1
I7
I6
I5
I4
I3
I2
I1
I0
嘉应学院电子信息工程系
例：设计一个键控8421BCD码编码器。
A
B
C
D
VC C
1kΩ × 10
第 三 章 组 合 逻 辑 电 路
嘉应学院电子信息工程系
（2）用卡诺图进行化简。（注意利用无关项）
第 三 章 组 合 逻 辑 电 路
嘉应学院电子信息工程系
第
三
章 （3）由逻辑表达式
组 合
画出逻辑图。
逻
辑
电
路
嘉应学院电子信息工程系
3.3 若干常用的组合逻辑电路（139-144）
3.3.1 编码器
路
00 01 000 0
011
00 00 100 0
100
00 00 010 0
101
00 00 001 0
110
00 00 000 1
111
嘉应学院电子信息工程系
由真值表写出各输出的逻辑表达式为（利用了约束项化简，并 化为与非-与非式）：
A2=I4+I5+I6+I7 A1=I2+I3+I6+I7 A0=I1+I3+I5+I7
B S 4 S 5 S 6 S 7 S 4 S 5 S 6 S 7 嘉应学院电子信息工程系
C D S S 2 1 S S 3 3 S S 5 6 S S 7 7 S S 9 2 S 3 S S 6 1 S S 3 7 S 5 S 7 S 9
重新整理得：
第 三
A S8S9
章
BS4S5S6S7
嘉应学院电子信息工程系
3.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法
3.2.1 组合逻辑电路的分析方法 分析过程一般包含4个步骤： 第 三 章 组 合 例3.3.1：组合电路如图所示，分析该电路的逻辑功能。 逻 辑 电 路
嘉应学院电子信息工程系
解：（1）由逻辑图逐级写出逻辑表达式。为了写表达式方便，
借助中间变量P。
组合，而与电路的原状态无关。
第 三 章
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。
组 二、逻辑功能的描述（逻辑函数表示）
合 每一个输出变量是全部或部分
逻 辑
输入变量的函数：
电 路
L1=f1（A1、A2、…、Ai） L2=f2（A1、A2、…、Ai）
……
Lj=fj（A1、A2、…、Ai）
件之间的连线最少。设计过程的基本步骤：
第
三
章
例3.4.1：设计一个三人表决电路，结果按“少数服从多数”的原则决
组 合
定。
逻 辑
解：（（12））列由真真值值表表：写出逻辑表达式：
电
路
LA B CAB CAC BABC
（3）化简。
嘉应学院电子信息工程系
得最简与—或表达式： （4）画出逻辑图。
LA BB C AC
第 三章（2）化简与变换：
组 合 逻辑（3）由表达式列出真值表。 电路（4）分析逻辑功能 ：
当A、B、C三个变量不一致时，
电路输出为“1”，所以这个电路
称为“不一致电路”。
嘉应学院电子信息工程系
3.2.2 组合逻辑电路的设计方法
小规模（SSI）中规模（MSI）大规模（LSI）超大规模（VLSI）
设计逻辑电路标准：“最简逻辑电路”：器件数量最少、器件种类最少，器
组
CS2S3S6S7
合
DS1S3S5S7S9
逻
辑
电 （3）由表达式画
路
出逻辑图：
A
B
C
D
VC C
1kΩ × 10
时有两个以上信号出现时，应首先接通火警信号（优先级最
第 三
高），其次为盗警信号，最后是日常业务信号。试按照上述轻
章 重缓急设计该信号控制电路。要求用集成门电路7400（每片含
组 合
4个2输入端与非门）实现。
逻 辑
解：（1）列真值表（简
电 化真值表，三输入应有
路 八种情况，输入变量不
独立，是有约束项的逻 辑问题）。