逻辑电路设计方法

一组合逻辑电路的设计方法

1 进行逻辑抽象

在许多情况下，提出的设计要求是用文字描述的一个具有一定因果关系的事件。这时就需要通过逻辑抽象的方法，用一个逻辑函数来描述这一因果关系。

逻辑抽象的工作通常是这样进行的：

（1）分析事件的因果关系，确定输入变量和输出变量。一般总是把引起事件的原因定为输入变量。而把事件的结果作为输出变量。

（2）定义逻辑状态的含义。以二值逻辑的0、1两种状态分别代表输入变量和输出变量的两种不同状态。

（3）根据给定的因果关系列出逻辑真值表。

至此，便将一个实际的逻辑问题抽象成一个逻辑函数了。而且，这个逻辑函数首

先是以真值表的形式给出的。

2 写出逻辑函数形式

为了便于对逻辑函数进行化简和变换，需要把真值表转换为对应的逻辑函数式。

3 选定期间类型

为了产生所需要的逻辑函数，既可以用小规模集成门电路组成相应的逻辑电路，也可以用中规模集成的常用逻辑器件或可编程逻辑器件等构成相应的逻辑电路。

4 讲逻辑函数火箭或变换成适当的形式

在使用小规模集成的门电路进行设计时，为了获得最简单的设计结果，应将函数式化成最简形式，即函数式中相加的乘积项最少，而且每个乘积项中的因子也最少。

5 根据化简或变换后的逻辑函数式，画出逻辑电路的连接图。

二时序逻辑电路设计方法

1 同步时序逻辑电路设计方法

①逻辑抽象，得出电路的状态转换图或状态转换表

（1）分析给定的逻辑问题，确定输出输出变量以及电路的状态数。通常都是取原因（或者条件）作为输入逻辑变量，结果作为输出变量。

（2）定义输入输出逻辑状态和每个电路状态的含义，并将电路状态顺序编号。

（3）按照题意列出电路的状态转换表或画出电路的状态转换图。

②状态化简

若两个电路状态在相同的输入下有相同的输出，并且转换到同样一个次状态，可以合并一个。电路的状态数越少，设计出来的电路越简单。

③状态分配

首先，需要确定触发器的数目n。因为n个触发器共有2^n种状态组合，所以为了获得时序电路所需要的M个状态，必须取：2^n-1

④选定触发器的类型，求出电路的状态方程、驱动方程和输出方程

因为不同逻辑功能的触发器驱动方式不同，所以用不同类型触发器设计出的电路也不一样。为此，在设计具体的电路前必须选定触发器的类型。选择触发器类型时应考虑到器件的供应情况，并应力求减少系统中使用的触发器种类。

⑤根据得到的方程式画出逻辑图

⑥检查设计的电路能否自启动

2 异步时序逻辑电路的设计方法

由于异步时序电路中的触发器不是同时动作的，因而在设计异步时序电路时除了需要完成

设计同步时序电路所应做的各项工作外，还要为每个触发器选定合适的时钟信号。设计步骤大体按同步时序逻辑电路进行，只是在选定触发器类型之后，还要为每个触发器选定时钟信号。