《组合逻辑电路设计》公开课课件
组合逻辑电路的分析和设计PPT课件
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(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)
第35页/共228页
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。
第42页/共228页
(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。
第22页/共228页
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。
第23页/共228页
& 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。
第29页/共228页
[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。
04 第四章 组合逻辑电路 (pp58)PPT课件
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a
a
1
2
组合逻辑
yy12
an
电路
ym
逻辑函数
y1 f1(a1a2 an ) y2 f2 (a1a2 an ) ym fm (a1a2 an )
4.2 组合逻辑电路的分析和设计
逻辑电路
分析 设计
逻辑功能
分析:逻辑图转换为逻辑式 设计:从功能需求出发,得到逻辑电路
4.2 组合逻辑电路的分析和设计
利用无关项(约束项)化简得到的逻辑表达式:
Y2 I4 I5 I6 I7 Y1 I2 I3 I6 I7 Y0 I1 I3 I5 I7
8线-3线优先编码器
➢ 任何时刻,允许多个输入端为高电平; ➢ 多个信号同时输入时,只输出优先级最高的信号的编码
输
入
输出
设I7优先权最高…I0优先权最低
SS1S2S3
编
码 输
Yi(Smi)
出 端
✓ mi 为A0A1A2 的最小项
编
✓ 74HC138也被称为最
码
小项译码器
输
入
端
用两片3线-8线译码器接成4线-16线译码器
问题:两片3线-8线译码器有6个代码输入端,6个 片选控制端,怎样实现4个代码输入端?
?
代 码 输 入 端
第1片工作时,第2片禁止:第1片输出8种电平组合 第2片工作时,第1片禁止:第2片输出8种电平组合
,有独立的数据输入和输出端 数
,有独立的附加控制端。
据
输
每个数据选择器,通过给定的 入
不同地址代码,即可从4个输 端
入数据中,选出一个
数据选择器:从一组输入数据中选出一个来
000000 10110
000000 01111
组合逻辑电路(电子技术课件)
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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。
【全文】组合逻辑电路ppt
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列出真值表
W A BD BC A BD BC X BC BD BCD BC BD BCD Y CD CD CD CD ZD
ABCD WXYZ ABCD WXYZ
0000 0001 0010 0011 0100
0011 0100 0101 0110 0111
0101 0110 0111 1000 1001
4、功能评述
1. 写出输出函数表达式
根据逻辑电路图写输出函数表达式时,一般从输入端开始 往输出端逐级推导,直至得到所有与输入变量相关的输出函数 表达式为止。
即:
输入
输出
2、 化简输出函数表达式 目得:① 简单、清晰地反映输入与输出之间得逻辑关系; ② 简化电路结构,获得最佳经济技术指标。
3、 列出输出函数真值表 真值表详尽地给出了输入、输出取值关系,能直观地
半加器已被加工成小规模集成电路, 其逻辑符号如右图所示。
思考:可用 何种芯片实现?
例3 分析下图所示组合逻辑电路,已知输入为8421码, 说明该电路功能。
解 写出该电路输出函数表达式
W A BD BC A BD BC X BC BD BCD BC BD BCD Y CD CD CD CD ZD
设:被加数、加数及来自低位得“进位”分别用变量Ai、Bi 及Ci-1表示,相加产生得“与”及“进位”用Si与Ci表示。
设:被加数、加数及来自低位得“进位”分别用变量Ai、Bi 及Ci-1表示,相加产生得“与”及“进位”用Si与Ci表示。
根据二进制加法运算法则可列出全加器得真值表如下表
所示。
Ai Bi Ci-1
1000 1001 1010 1011 1100
功能: 8421码转换成余3码!
4、3 组合逻辑电路设计
《组合逻辑电路的设计》公开课PPT课件
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A B C
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 ≥1 1 1 0 1 1
L
0 1 1 1 1 1 L 1 0
L AP BP CP
A ABC B ABC C ABC
& & &
2、化简表达式
A P & L ABC( A B C ) BC AB AC B C 3、由表达式列出真值表
1
1 1
1
1 1
0
1 1
1
0 1
0
0 1
ABCD
由真值表写出逻辑表达式
Z ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD
ABCD ABCD ABCD
化简或转换逻辑函数表达式
● 化简
Z AB CD BC AD
化简或转换逻辑函数表达式
画逻辑 电路图
1、认真读题, 把握逻辑关系
把取值为1的项写成与或式
2、设输入输出变量, 定义状态的含义
3、列真值表 目的:减少器件的数量、种类和器 件之间的连接线。减少成本,提高 效率和稳定性
1列表 2得式 3变形 4画图
形成性练习
星空卫视“中国达人秀”海选,有三名评 委。以少数服从多数的原则判定选手能否 通过海选。假设我们是电子设计师,帮他 们设计一个电路能够体现评委判定和选手 是否过关之间的逻辑关系。
C 0 0 1 1
D 0 1 0 1
血型 O型 B型 A型 AB型
以变量Z表示配型结果
Z=1表示血型相配,可以输血
Z=0表示血型不配,不可以输血
以变量Z表示配型结果
Z=1表示血型相配,可以输血 根据题意确定输入和输出变量 Z=0表示血型不配,不可以输血
组合逻辑电路的设计PPT课件
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根据给定的逻辑因果关系列出逻辑真值表。
计算机系
数字电子技. 术基础
3
组合逻辑电路的设计方法
(2)写出逻辑函数式; (3)将逻辑函数化简或变换成适当地形式; (4)根据化简或变换后的逻辑函数式,画出逻 辑电路图。
逻辑
逻辑
逻辑
将函数
逻辑
问题
真值表
函数式
式化简
电路图
组合逻辑电路设计步骤
组合逻辑电路的设计
计算机系
数字电子技. 术基础
1
引入
组合逻辑电路在智能控制系统中的应用。
交通信号灯
电子密码锁
计算机系
数字电子技. 术基础
ATM取款机
2
组合逻辑电路的设计方法
组合逻辑电路的设计就是根据给出的实际逻 辑问题,求出实现这一逻辑功能的最简单逻辑电 路。步骤为:
(1)进行逻辑抽象;
分析事件的逻辑因果关系,确定输入变量 和输出变量;
故障状态计算ຫໍສະໝຸດ 系数字电子技. 术基础5
实例
解:(1)进行逻辑抽象
表1
输入:红、黄、绿三盏
灯,分别用R、A、G表示, R A G Y
规定灯亮时为“1”,不
0001
亮时为“0”; 输出:故障信号,用Z表
001 0
示,规定正常工作状态
0 100
下 Z=0,发生故障时Z=1。 0 1 1 1
列出真值表如表1所示
7
课堂练习
设计一个三人表决电路,结果按“少数服从多数” 的原则决定。
计算机系
数字电子技. 术基础
8
计算机系
数字电子技. 术基础
4
实例
例1. 设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电 路。每一组信号灯由红、黄、绿三盏灯组成。正常工作 情况下,任何时刻总有一盏灯点亮,而只允许有一盏灯 点亮。而当出现其他五种点亮状态时,电路发生故障, 这时要求发出故障信号,以提醒维护人员前去维修。
三章组合逻辑电路设计ppt课件
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3.3过程语句case
case(address) 0 : $display ("It is 11:40PM"); 1 : $display ("I am feeling sleepy"); 2 : $display ("Let me skip this tutorial"); default : $display ("Need to complete"); endcase
第3章 组合逻辑电路设计
讨论主题:
3.1组合逻辑基础及并行语句三人表决器 3.2加法器电路 一位加法器 3.3 verilog过程译码器原理 3-8译码器 3.4数码管显示电路 七段显示译码器
3.1 组合逻辑电路 表决器
A
B
F
C
f~0 a
s
f~1
f~2
f
b
3.1 组合逻辑电路对比
3.3过程语句while
module counter (clock,rst,enable,count); input clock, rst, enable; output [3:0] count; reg [3:0] count;
always @ (posedge clock or posedge rst) if (rst) begin count <= 0; end else begin : COUNT while (enable) begin
能对两个一位二进制数相加,求得其和 值及进位的逻辑电路称为半加器。半加 器的特点是:只考虑两个一位二进制数 的相加,而不考虑来自低位进位的运算 电路,称为半加器。任务7中设计的一位 加法器级为半加器。
3.2 全加器
《组合逻辑电路》PPT课件_OK
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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
组合逻辑电路的设计要求学版PPT课件
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27.02.2021
.
10
思考题
1. 用LED显示高低电平时,为什么要串接一个电阻? 该电阻值如何选择?
2. 共阳极与共阴极七段显示发光管有何区别?在使 用上如何处理?
3. 将共阳极七段显示发光管LED改为共阴极七段显 示发光管LED,对电路如何处理?
4. 什么是高有效译码器?什么是低有效译码器?
4. 电子线路设计、实验、测试,谢自美,武汉: 华中科技大学出版社,2000年。
27.02.2021
.
13
数字显示电路
组合逻辑电路设计Biblioteka 27.02.2021.
1
教学意图
数字显示电路实验将传统的四个分离的基本实验: 基本门实验,编码器、译码器、七段显示器实验, 加法器实验和比较器实验综合为一个完整的设计型 的组合电路综合实验。通过本实验要求学生熟悉各 种常用中规模集成电路组合逻辑电路的功能与使用 方法,学会组装和调试各种中规模集成电路组合逻 辑电路,掌握多片中小规模集成电路组合逻辑电路 的级联、功能扩展及综合设计技术,使学生具有数 字系统外围电路、接口电路方面的综合设计能力。
27.02.2021
.
8
功能扩展
3. 将输入8421BCD码转换成为余3码显示。 设计要求:操作面板左侧有10个按键,编号为0到9数字,面
板右侧有2个共阳7段显示器,操作面板如图所示 (P210)。设计一个电路:当你按下按键后,七段显 示器显示按下数字加3的数字。右侧低位7段显示器显示 个位数字,左侧7段显示器显示十位数字。若同时按下 几个按键,优先级别的顺序是9到0。 器件:1个加法器,2个8线—3线优先编码器(74LS148),2 个四2输入与非门和2个显示译码器(74LS47)。
《组合逻辑电路设计》课件
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目录
• 组合逻辑电路概述 • 组合逻辑电路设计方法 • 常用组合逻辑电路设计 • 组合逻辑电路的分析 • 组合逻辑电路的实现
01 组合逻辑电路概 述
组合逻辑电路的定义
01
02
03
组合逻辑电路
由门电路组成的数字电路 ,其输出仅与当前的输入 有关,而与之前的输入无 关。
04 组合逻辑电路的 分析
组合逻辑电路的分析步骤
确定输入和输出变量
首先需要确定组合逻辑电路的输入和 输出变量,以便了解电路的功能需求 。
பைடு நூலகம்
列出真值表
根据输入和输出变量的取值,列出组 合逻辑电路的真值表,以便了解电路 在不同输入下的输出情况。
化简逻辑表达式
根据真值表,化简输出函数的逻辑表 达式,以便了解电路的逻辑关系。
分析电路的完备性
检查电路是否实现了所需的功能,并 确定是否存在冗余的元件或不必要的 电路结构。
组合逻辑电路的分析实例
实例一
2-2=1的组合逻辑电路:该电路有两个输入 变量A和B,一个输出变量Y,满足条件A和 B不同时为1时Y为0,其他情况下Y为1。通 过分析可以得出输出函数的逻辑表达式为 Y=A'B'+AB。
THANKS
感谢观看
特点
无记忆功能,仅根据当前 的输入确定输出。
应用
如编码器、译码器、多路 选择器等。
组合逻辑电路的基本组成
门电路
是构成组合逻辑电路的基本单元,如AND门、OR 门、NOT门等。
输入和输出
组合逻辑电路有多个输入和输出,输入用于接收 外部信号,输出用于传递处理后的信号。
连线
连接门电路,将输入与输出连接起来,实现信号 的传递和处理。
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血型 O型 B型 A型 AB型
Z=1表示血型相配,可以输血
Z=0表示血型不配,不可以输血
以变量Z表示配型结果
Z=根1据表题示意血确型定相输配入,和可输以出输变血量 Z=0表示血型不配,不可以输血
输入变量
供血者和受 血者血型
因果关系
输出变量 配型结果
列 真 值 表
输血者血型
A
B
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
任务分析
人的血型有几种? A、B、AB、O
输血的规则是什么?
相同血型者之间可输血 AB血型者可接受其他任意血型 任意血型者可接受O型血
现设定输血者血型用变量AB表示,受血者血型用变量 CD表示。
输血者血型
受血者血型
A
B 血型
C
D
0
0 O型
0
0
0
1 B型
0
1
1
0 A型
1
0
1
1 AB型
1
1
以变量Z表示配型结果
&
真值表
ABC
000 001 010 011 100 101
1≥1 10
111
L
0 1 1 1 1 1 1
L0
当A、B、C三个变量不一致时,输出为 “1”,所以这个电路称为“不一致电
路”。
分析过程一般包含以下几个步骤:
组 合 逻 辑 电 路
化 简
变 换 逻 辑 表 达 式 最 简 表 达 式 真 值 表 逻 辑 功 能
评委席
若解有:人用作弊A暗、中B遥、控C改表变示输三出名结评果委。猜,想1一表下示作同弊意者,是如0表何示改装不的同? 意;用F表示结果,1表示通过,0表示不通过
(1)列真值表
ABCF
000 0 001 0 010 0 011 1 100 0 101 1 110 1 111 1
(2)写表达式
(3)化简表达式
实际 逻辑问题
逻辑抽象 列真值表
写函数 表达式
化简或变换 表达式
画逻辑 电路图
1、认真读题, 把握逻辑关系
把取值为1的项写成与或式
2、设输入输出变量, 定义状态的含义
3、列真值表
目的:减少器件的数量、种类和器 件之间的连接线。减少成本,提高 效率和稳定性
1列表 2得式 3变形 4画图
形成性练习
星空卫视“中国达人秀”海选,有三名评 委。以少数服从多数的原则判定选手能否 通过海选。假设我们是电子设计师,帮他 们设计一个电路能够体现评委判定和选手 是否过关之间的逻辑关系。
F=ABC+ABC+ABC+ABC F=AB+BC+AC
用与非门实现
=AB ·BC ·AC
(4)画逻辑图
AA
&&
BB
&& &≥1 FF
≥1 F
CC
&&
遥控端
拓展练习
羊、狼、粮仓门的问题,设计一报警电路。要求: 仓门打开时,羊单独来,羊要吃粮,应报警; 只有狼来,狼不吃粮,不用报警; 如果羊、狼都来,狼要吃羊,应报警; 狼、羊都不来,无险情,不用报警。 其他情况,不用报警。 (若以A、B、C分别代表仓门、羊、狼,Y代表报 警情况,Y=1报警,Y=0不报警。)
ABCDABCD ABCD
化简或转换逻辑函数表达式
● 化简
ZA B C D B C A D
化简或转换逻辑函数表达式
● 转换 若要求用与非门组成的逻辑表达式 ZABCDBCAD ABCDBCAD A B•CD •B C•A D
AB A•B C• D BC B •AD A
画出逻辑电路图
组合逻辑电路的设计步骤
思考:给出逻辑功能,如何设计符合该功能的逻辑电路?
组合逻辑电路的设计
输组血合者逻和辑受电血路者的必设须计满,足就一是定根的据基给本
出原的则实才际能逻正辑常问输题血求,出设实计现一这个一自逻动辑判功别
能输的血最者简和单受逻血辑者电能路否。正常输血的组合逻
辑电路。
器件的种类最少, 数量最少,连接线 最少
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
配型结果 Z 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1
ABCD
ABCD ABCD ABCD
ABCD ABCD
ABCD ABCD
ABCD
由真值表写出逻辑表达式
Z A B C D A B C D A B C D A B C A B D C D A BC
知识回顾
组
以下图为例
合
逻
辑
电 路
A B
&P
的
C
分
析
&
&
≥1 L
&
组合逻辑电路的分析
1、根据逻辑电路写出表达式
P ABC
LA PB P CP
AABC BABCABC
&
2、化简表达式
L A(B A B ABC C ) B C &A B A PC & 3、由表达式C列出真值表
4、分析逻辑功能
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
受血者血型
C
D
0
0
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
配型结果 Z 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1
输血者血型
A
B
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
受血者血型
C
D
0
0
0
1