基于Proteus的数字电路分析与设计第5章 组合逻辑电路分析与设计
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。
基于Proteus的数字电路分析与设计第5章 组合逻辑电路分析与设计
EI 5
7 6 5 4 3 2 1 0
U1
74LS148
7 6 5 4 3 2 1 0
U2
74LS148
A2 A1 A0
14 GS
15 EO
A2 A1 A0
14 GS
15 EO
6 7 9
6 7 9
9 10
4
5
2 1
1
2
U4:A
74LS04
U3:A
74LS00
U3:B
74LS00
U3:C
74LS00
8
A1 A0 Y3 Y2 Y1 Y0
00 1 1 10 01 1 1 01 10 1 0 11 11 0 1 11
3位二进制译码器(3线-8线译码器)
A2 A1 A0 000 001 010 011 100 101 110 111
Y7
Y6
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
Y5
Y4
Y3
Y2
Y1
Y0
0
0
0
2）级联使用：
例5.2.1：试用两片74LS148组成16线－4线优先编码器。
优先权 最高
A15 ～ A8 均无信号时，才允许对 A7 ～ A0 输入信号编码。
1 1 1 10 1 0 1 1
0 10 0
11 1
1
0
1
1
(1)片处于编码状态,(2)片被封锁。
11 11 11 11 1 10 10 10 1 0
2
Y AB BC CA
最简与或 表达式
组合逻辑电路分析与设计
专业：软件工程（嵌入式软件与系统）姓名：xx
学号：
实验二组合逻辑电路分析与设计实验报告
一，实验目的：
1，掌握组合逻辑电路的分析方法，并验证其逻辑功能。
2，掌握组合逻辑电路的设计方法，并能用最少的逻辑门实现。
3，熟悉示波器的使用。
二，实验仪器及器件：
1，数字电路试验箱，数字万用表，示波器。
2，74LS00X2，74LS86X1,74S197X1。
三，实验原理：
1.组合逻辑电路的分析：对已给定的组合逻辑电路分析其逻辑功能。
步骤：（1）由给定的组合逻辑电路写函数式；
（2）对函数式进行简化或变换；
（3）根据最简式列真值表；
（4）确认逻辑功能。
2，组合逻辑电路的设计：就是按照具体逻辑命题设计出最简单的组合电路。
步骤：（1）根据给定的事件的因果关系列出真值表
（2）由真值表写函数式；
（3）对函数式进行简化或变换；
（4）画出逻辑图，并测试逻辑功能。
四，实验内容模拟
1.设计一个大代码转换电路，输入四位8421码，输出四位循环码。
2.用逻辑开关模拟二进制的输入，输出到0-1显示器上
组合逻辑电路实验图：CP 和Q
A的xx
CP 和Q
B 的xx
CP 和Q
C的xx
CP 和Q
D 的xx
xx仿真图：。
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
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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：
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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。
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数字电路基础组合电路的分析与设计【可编辑PPT】
11111111101 1 1 1
DCBA表示，它们共 1 1 1 1 1 1 1 1 0 × 1 1 1 0
有16种组合，用来对
Y0~Y9进行编码的方案 很多，我们采用其中
1 1 1 1 1 1 1 0×× 1 1 1 1 1 1 1 0××× 1 1 1 1 1 1 0×××× 1 1 1 1 1 0××××× 1
①写出函数表达式
Gaabba bccddcd
aabbabccddcd
ababcdcd
abcd
②由表达式求出真值表
输入
输出
输入
abcd
G
abcd
0000
0
0001
1
0010
1
0011
0
0100
1
0101
0
0110
0
0111
1
1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
④画逻辑图
验证
如果 Y0 ~ Y9
同时输入为 低电平0时， 则输出
DCBA =0110 即对 Y 9 进 行编码;
如果 Y0 ~ Y9
均为高电平 时，则输出
DCBA 全为 高电平，此 时为隐含着 的编对码。Y 0 的
2. 设计加法器 设计要求：设计一个四位二进制数的加法器
①分析题意,写出真值表
要设计一个四位二进制数加法器，我们首先要弄清楚一位二进
(CD)(AB)(CD)(AB)
ABCD ④画逻辑图
1100 0 1101 1 1110 1 1111 0
练习1 设有甲乙丙三人进行表决，若有两人以上（包括两人）同意，则通 过表决，用ABC代表甲乙丙，用L表示表决结果。试写出真值表，逻辑表达 式，并画出用与非门构成的逻辑图。
数字电路逻辑设计组合逻辑电路
数字电路逻辑设计组合逻辑电路数字电路逻辑设计是计算机科学中的一个重要领域，它涉及将基本的逻辑门和其他组件组合成复杂的电路，以实现特定的功能。
组合逻辑电路是一种基于逻辑门的电路，其输出仅取决于其输入，而不考虑电路的状态或历史。
首先，让我们介绍一些常见的逻辑门。
逻辑门是数字电路的基本构建块，它们接受一组输入信号，并根据特定的逻辑规则产生一个输出信号。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。
与门是一种逻辑门，只有当所有输入信号都为1时，输出信号才为1。
与门的真值表如下：输入输出A B Y0 0 00 1 01 0 01 1 1与门的符号是一个圆圈，输入信号通过直线连接到圆圈的左侧，输出信号通过直线连接到圆圈的右侧。
或门是一种逻辑门，只要有一个输入信号为1，输出信号就为1。
或门的真值表如下：输入输出A B Y0 0 00 1 11 0 11 1 1或门的符号是一个加号，输入信号通过直线连接到加号的左侧，输出信号通过直线连接到加号的右侧。
非门是一种逻辑门，它只有一个输入信号，并将其反转。
非门的真值表如下：输入输出A Y0 11 0非门的符号是一个小圆圈，输入信号通过直线连接到小圆圈的左侧，输出信号通过直线连接到小圆圈的右侧。
异或门是一种逻辑门，只有当输入信号中有奇数个1时，输出信号才为1。
异或门的真值表如下：输入输出A B Y0 0 00 1 11 0 11 1 0异或门的符号通常是一个加号，上面带有一个小圆圈。
输入信号通过直线连接到加号的左侧，输出信号通过直线连接到加号的右侧。
这些逻辑门可以通过组合连接和配置来实现更复杂的逻辑功能。
例如，我们可以使用与门和非门来实现与非逻辑，该逻辑仅在两个输入信号都为1时为0。
为了实现和非逻辑，我们将两个输入信号连接到与门，并将结果连接到非门的输入端，非门的输出端即为所需的结果。
在数字电路逻辑设计中，组合逻辑电路由多个逻辑门和其他组件组成。
这些组件可以按照特定的逻辑规则进行连接和配置，以实现电路的特定功能。
Proteus基础教程-5.数字电路设计
第16页，共99页。
名称 7-Segment Displays Alphanumeric LCDs Bargraph Displays Dot Matrix Displays Graphical LCDs Lamps
表5-2 显示器件的分类
含义 七段显示 数码液晶显示 条状显示(十位) 点阵显示 图形液晶显示 灯泡
图5-11 条状显示
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5.1.6 调试工具
❖ 数字电路分析与设计中常用的调试工具在 Proteus元件拾取对话框中的“Debugging Tools”类中，一共不到二十个，如图5-12所 示。
❖ 其中最常用的是逻辑电平探测器 LOGICPROBE[BIG](用在电路的输出端)、逻 辑状态LOGICSTATE和逻辑电平翻转 LOGICTOGGLE(用在电路的输入端)。不妨 调出来试试看。
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图5-2 BCD到七段显示译码器4511与7448
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4000系列元件的子类划分，如图5-3所示，和74系列也是对应的，如表5-1所示。
名称 Adders Buffers & Drivers Comperators Counters Decoders Encoders Flip-Flops & Latches Frequency Dividers & Timers Gates & Inverters Memory Misc. Logic Multiplexers Multivibrators Phase-Locked-Loops(PLL) Registers Signal Switches
❖ 比如，图5-8中右面前三行列举的元件都是七段BCD数码显示，输入为四位BCD码，用时可省去显示译码器； 第四、五、六行都是七段共阳极数码管，输入端应接显示译码器7447。第七、八、九行三个数码管都是七 段共阴极接法，使用时输入端应用接显示译码器7448。
组合逻辑电路的分析与设计
组合逻辑电路的分析与设计作者：王新来源：《科技视界》 2012年第35期王新（信阳师范学院物理电子工程学院河南信阳464000）【摘要】数字电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。
组合逻辑电路的特点是输出信号只是该时的输入信号的函数，与别时刻的输入状态无关，它是无记忆功能的。
组合逻辑电路的分析设计是数字电路重点内容之一。
【关键词】组合逻辑；分析设计；数据选择器；编码器；译码器组合逻辑电路是一种现时输出只决定于现时输入而与电路的过去状态无关的电路。
也就是说，对信号的传输，这种电路与放大电路一样，是即时输入、即时输出的，不能记与保存信号[1]。
将组成组合逻辑电路的门器件使用按信号正向传输的信号连线，实现不同逻辑函数。
为了为了区分一系列不同的事物而进行编码，用译码器可以实现变量个数与地址输入个数相同的函数，如使用2-4译码器可以实现任意两变量的逻辑函数，使用3-8译码器可以实现任意三变量的逻辑函数；使用数据选择器可以实现变量个数与地址输入相同或比地址输入多一个变量的逻辑函数。
如使用四选一数据选择器可以实现两变量、三变量的逻辑函数，使用八选一数据选择器可以实现三变量、四变量的逻辑函数。
组合逻辑电路是数字系统中数字电路的一个主要组成部分之一，功能繁多，使用非常广泛，可以直接用小规模、中规模或大规模集成电路实现任何一个组合逻辑函数。
1 组合电路的基本分析方法与设计方法1）组合电路的基本分析方法对组合逻辑电路的分析分以下几个步骤：（1）由给定的逻辑电路图，写出输出端的逻辑表达式；（2）列出真值表；（3）通过真值表概括出逻辑功能，看原电路是不是最理想，否则就对其改进[2]；[例]分析图中所示电路的逻辑功能第一步：写逻辑表达式。
第二步：列出真值表。
功能：判断输入信号极性是否相同的电路——符合电路。
2）组合电路的基本设计方法组合逻辑电路实现的是组合逻辑函数，设计方法是使用真值表、卡诺图和逻辑图。
设计要求是在保证实现功能的前提下，按照所选用的门电路实现逻辑函数，应使电路结构简单，工作性能稳定可靠。
组合逻辑电路-分析与设计
通过分析电路的结构和功能，确定可能导致故障的关键部件或节点。然后对这些部件或节 点进行测试和诊断，以找出故障原因。这种方法可以精确定位故障，但需要深入了解电路 结构和功能。
人工智能辅助诊断
利用人工智能技术对电路进行测试和故障诊断。通过训练神经网络或支持向量机等模型， 可以自动识别故障类型和位置。这种方法具有自适应和学习能力，但需要大量训练数据和 计算资源。
02
组合逻辑电路分析
逻辑函数表示方法
真值表
列出输入变量的所有可 能取值组合，以及对应 的函数值，直观反映逻
辑函数的功能。
逻辑表达式
用逻辑运算符将输入变 量连接起来，表示逻辑 函数的关系，简洁且易
于理解。
逻辑图
用图形符号表示逻辑函 数，直观展示逻辑运算 过程，便于分析和设计
。
逻辑代数基本运算
与运算（AND）
组合逻辑电路-分析与设计
$number {01}
目 录
• 组合逻辑电路概述 • 组合逻辑电路分析 • 组合逻辑电路设计 • 组合逻辑电路中的竞争与冒险 • 可编程逻辑器件在组合逻辑电路
设计中的应用 • 组合逻辑电路测试与故障诊断 • 总结与展望
01
组合逻辑电路概述
定义与特点
定义
组合逻辑电路是一种没有记忆功 能的数字电路，其输出仅取决于
产生原因
门电路延迟时间的不一致性是产生竞 争的主要原因。此外，输入信号的不 同步变化、电路设计的复杂性等因素 也可能导致竞争现象的出现。
冒险现象及分类
冒险现象
在组合逻辑电路中，当输入信号发生变化时，输出信号可能出现瞬间的错误状态 ，这种错误状态可能导致电路的不正常工作，这种现象称为冒险。
分类
《电工电子技术》课件——组合逻辑电路分析与设计
总结
逻辑代数 组合逻辑电路分析 编码器 译码器
编码器是指能够实现编码功能的组合逻辑电路。它是一个多输入、 多输出的电路，通常输入端多于输出端。
编码器
例子：有 4 个信息 I0 、 I1 、 I2 、 I3 可用 2 位二进 制代码 A、 B 表示。A、 B 为 00、01 、10 、11 ，分别 代表信息 I0 、 I1 、 I2 、 I3 ，而 8 个信息要用 3 位二进制 代码 A、B、C 来表示。要表示的信息越多，二进制代码 的位数也越多。n 位二进制代码有 2n 个状态，可以表示 2n 个信息。
2. BCD-七段显示译码器 煤矿用温度传感器显示部分用的就是七段显示译码 器，其工作过程为：
此处插入视频
集成译码器
集成通用译码器 ： 74LS138、74LS42等。
集成显示译码器 ： 74LS48、CC4511等。
集成译码器
74LS138 是 2 位二进制译码器。它有 3 条输入线 A、B、C，8 条输 出线 Y0～Y7 ，输出低电平有效。
组合逻辑电路的分析
一般分析步骤如下：
写出已知逻辑电路的函数表达式。方法是直 接从输入到输出逐级写出逻辑函数表达式。 化简逻辑函数表达式，得到最简逻辑表达式。
列出真值表。 根据真值表或最简逻辑表达式确定电路逻辑 功能。
编码器
在数字电路中，要把输入的各种信号（如十进制数、文字、符号等） 转换成若干位二进制码，这种转换过程称为编码。
显示编码器
1.发光二极管显示器（ LED 数字显示器） LED 数字显示器又称 LED 数码管，它是由七段发光二极管封装组 成的，它们排列成“日”字形。
显示编码器
2. BCD - 七段显示译码器 BCD - 七段显示译码器能把二 - 十进制代码译成对应于数码管的 7 个字段信号，驱动数码管，显示出相应的十进制数码。
实验二 组合逻辑电路分析与设计
实验二组合逻辑电路分析与设计一、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、实验预习要求1.熟悉门电路工作原理及相应的逻辑表达式；2.熟悉数字集成电路的引脚位置及引脚用途；3.预习组合逻辑电路的分析与设计步骤。
三、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, 输出状态只决定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）由逻辑图写出输出端的逻辑表达式；（2）画出真值表；（3）根据对真值表进行分析, 确定电路功能。
2. 组合逻辑电路的一般设计过程为图实验2.1所示。
设计过程中, “最简”是指电路所用器件最少, 器件的种类最少, 而且器件之间的连线也最少.四、实验仪器设备1. TPE－ADⅡ实验箱（+5V电源, 单脉冲源, 连续脉冲源, 逻辑电平开关, LED显示, 面包板数码管等）1台；2. 四两输入集成与非门74LS00 2片；3. 四两输入集成异或门74LS86 1片；4. 两四输入集成与非门74LS20 3片。
五、实验内容及方法1. 分析、测试74LS00组成的半加器的逻辑功能。
（1）用74LS00组成半加器, 如图实验2.2所示电路, 写出逻辑表达式并化简, 验证逻辑关系。
Z1=AB；Z2= Z1A = ABA;Z3= Z1B = ABB;Si= Z2Z3 = ABA ABB = ABA+ABB = AB+ AB = A + B;Ci = Z1A = AB;（2）列出真值表。
（3）分析、测试用异或门74LS86与74LS00组成的半加器的逻辑功能, 自己画出电路, 将测试结果填入自拟表格中, 并验证逻辑关系。
评价: 通过这种方法获得测试结果和上述电路完全相同, 并且在有异或门的情况下实现较为简单, 所以我们应当在设计的时候在条件允许的情况实现最简。
组合逻辑电路分析和设计PPT优资料
Solution：
(1) Truth Table
BC A 00 01 11 10
0
1
1
A B CY
0 0 00 0 0 11
(2) Logic expression 1 1
1
0 1 01 0 1 10
1 0 01
YA B C A B C A B C ABC 1 0 1 0 1 1 00
(3) logic circuit
CHAPTER 5 Combinational Logic Analysis and Design
（组合逻辑电路分析和设计）
Combinational logic circuit 组合逻辑电路
the output is only depended on the current inputs
components：Logic Gates
5-1 Basic Combinational Logic Circuits
• AND-OR Logic（与-或逻辑电路） • AND-OR-Invert Logic（与-或-非逻辑电路） • Exclusive-OR Logic（异-或逻辑电路）
• AND-OR Logic
• AND-OR Logic
logicgatesflipflopslatcheschapter78910theoutputisnotonlydependedonthecurrentinputsbutalsodependedonthepaststatecombinationalcombinationalliiliilogiccircuitlogiccircuitititchapter5chapter5combinationallogicanalysiscombinationallogicanalysisanddesignanddesignchapter6chapter6functionsoffunctionsofcombinationallogiccombinationallogic551basiccombinationallogiccircuits1basiccombinationallogiccircuits552combinationallogiccircuits2combinationallogiccircuitsanalysisanalysischapter5chapter5combinationallogicanalysisanddesign553implementingcombinationallogic3implementingcombinationallogic554theuniversalpropertyofnandandnorgates4theuniversalpropertyofnandandnorgates555combinationallogicusingnandandnorgates5combinationallogicusingnandandnorgates556logiccircuitoperationwithpulsewaveform6logiccircuitoperationwithpulsewaveform??????andandorlogicorlogic与andandororinvertlogicinvertlogic与exclusiveexclusiveorlogicorlogic异与或逻辑电路或逻辑电路与或异或逻辑电路或逻辑电路或非逻辑电路非逻辑电路551basiccombinationallogiccircuits1basiccombinationallogiccircuits??andand
基于Proteus 数字电路的分析与设计101页PPT
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
谢谢
组合电路的分析和设计
A
0 0 1 1
B
0 1 0 1
F
1 0 0 1
同或门
A B =1 F
F = A⊕B
特点：输入相同为“ ； 特点：输入相同为“1”； 输入不同为“ 。 输入不同为“0”。 00:51
7
4.1 组合逻辑电路的分析
例4：分析下图的逻辑功能。 ：分析下图的逻辑功能。
A M =1 B 0 1 1
& 2 & 4 & 3 1
00:51 10
4.2 组合逻辑电路的设计
1. 组合逻辑电路的设计步骤 根据题意列真值表 写最简逻辑式 逻辑式→ 逻辑式→化简 卡诺图→ 卡诺图→化简 画逻辑电路图
原则：最简（ 原则：最简（要求所用器件的种类和数量都尽可能
少，且器件之间的连线也最少)。 且器件之间的连线也最少)
00:51 11
2. 设计举例
给定逻辑图得到逻辑功能分析给定逻辑功能画出逻辑图设计41根据逻辑图写出逻辑函数的表达式然后列出真值表经卡诺图化简变换后得知逻辑功能
4.1
概述
逻 辑 电 路
00:51
1
4.1 组合逻辑电路的分析
组合电路的研究内容： 组合电路的研究内容： 给定 分析： 分析： 逻辑图
分析
得到 逻辑功能
根据逻辑图，写出逻辑函数的表达式，然后列 根据逻辑图，写出逻辑函数的表达式， 表达式 出真值表，经卡诺图化简变换后，得知逻辑功能。 真值表， 卡诺图化简变换后，得知逻辑功能。 变换后 逻辑功能 给定 设计： 设计： 逻辑功能
00:51 15
2. 设计举例
3）简化和变换逻辑表达式 ） L = AB+AC+BC
4）画出逻辑电路图。 ）画出逻辑电路图。
组合逻辑电路分析与设计实验报告
一、页组合逻辑电路分析与设计实验报告二、目录1.页2.目录3.摘要4.背景和现状分析4.1逻辑电路的基础概念4.2组合逻辑电路的应用领域4.3当前组合逻辑电路设计的挑战5.项目目标5.1实验目的和预期成果5.2技术和方法论5.3创新点和实际应用6.章节一：逻辑门和基本组合电路7.章节二：组合逻辑电路的设计方法8.章节三：实验操作和数据分析9.章节四：实验结果和讨论10.结论与建议三、摘要四、背景和现状分析4.1逻辑电路的基础概念逻辑电路是数字电路的基本组成部分，它们执行基本的逻辑运算，如与、或、非等。
组合逻辑电路（CLC）是由多个逻辑门组成的电路，其输出仅取决于当前输入的组合，而与电路以前的状态无关。
这种电路广泛应用于各种电子设备中，从计算机处理器到简单的电子玩具。
4.2组合逻辑电路的应用领域组合逻辑电路在现代技术中扮演着关键角色。
它们是计算机处理器、数字信号处理器、通信设备和其他许多电子系统的基础。
随着技术的进步，组合逻辑电路的设计和应用也在不断扩展，例如在、物联网和高速通信领域。
4.3当前组合逻辑电路设计的挑战尽管组合逻辑电路的设计原理相对简单，但在实际应用中面临着一系列挑战。
这些挑战包括提高电路的速度和效率、减少能耗、以及设计更复杂的逻辑功能。
随着集成电路尺寸的不断缩小，量子效应和热效应也对电路的设计和性能提出了新的挑战。
五、项目目标5.1实验目的和预期成果本实验的主要目的是深入理解和掌握组合逻辑电路的设计原理和实验方法。
预期成果包括成功设计和实现一个具有特定功能的组合逻辑电路，并对其进行性能分析。
5.2技术和方法论实验将采用现代电子设计自动化（EDA）工具进行电路设计和仿真。
实验方法将包括理论分析、电路设计、仿真测试和性能评估。
5.3创新点和实际应用本实验的创新点在于探索新的设计方法和优化技术，以提高组合逻辑电路的性能和效率。
实验成果将有望应用于实际电子产品的设计和开发，特别是在需要高性能和低功耗的场合。
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芯片要求
例1：设计三人表决电路（A、B、C）。每人 一个按键，如果同意则按下，不同意则不按。 结果用指示灯表示，多数同意时指示灯亮， 否则不亮。用与非门实现.
解:
1.首先指明逻辑符号取“0”、“1”的含义。三 个按键A、B、C按下时为“1”，不按时为“0”。 输出量为 L，多数赞成时是“1”，否则是“0”。
I' 0 1 I' 1 1 I' 2 0 I' 3 1 I' 4 0 I' 5 1 I' 6 0 I' 7 1
S' 1
U1
10 11 12 13 1 2 3 4
0 1 2 3 4 5 6 7
A0 A1 A2
9 7 6
GS 14
5 EI
EO 15
74LS148
1 Y0 1 Y1 1 Y2
1 YEX' 1 YS'
通0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
编 码
0 0 0
0 0 0
1 0 0
0 1 0
0 0 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 1
1 1 0
0 1 0
器0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1
00000010110
00000001111
任何时刻只允许输入一个编码信号，否则输出将发生混乱。
实现编码操作的电路称为编码器。
编
高？低？
码 器
码？
+5V K0 K1
K7
I0
I1 编 Y0 码 Y1 器 Y2
I7
一、二进制编码器
输入端：2n 输出端：n
高电平 有效
3位二进制（8线－3线）编码器真值表
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0
普1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
第 5章
组合逻辑电路 分析与设计
5.0 概述
组合逻辑电路
数 字
任一时刻的输出仅取决于 该时刻的输入，与电路原来的
电
状态无关。
路
时序逻辑电路
任一时刻的输出不仅取决 于现时的输入，而且还与电路 原来状态 有关。
组合逻辑电路的框图
组合逻辑电路在电路结构上不包含存储单 元，仅仅是由各种门电路组成，
5.1 组合逻辑电路的分析和设计方法
L ((AB AC BC)) ((AB)(AC)(BC))
5.2 常用组合逻辑集成芯片（Combinational logical integrated chips in common usage）
5.2.1 编码器（Encoder）
编码：用二进制代码来表示某一信息（文 字、数字、符号）的过程。
5.1.1 组合逻辑电路的分析方法
已知逻辑电路
分析
分析方法步骤：
说明逻辑功能
组合逻辑电路图
写出逻辑表达式
化简
列真值表
说明功能
逻辑图
逐从 级输 1 写入 出到
输 出
逻辑表 达式
化 简
2
最简与或 表达式
Y1 ( AB) Y2 (BC)
Y
Y3 (CA)
1
Y (Y1Y2Y3) (( AB)(BC)(CA))
(DC) (DCA)
(DCB)
(DB)
(DC)
((DBA)(DC))
((DB) (DC))
((DC A) (DCB) (DCB))
解：
Y2 ((DBA) (DC )) DBA DC
Y1 ((DCA) (DCB) (DCB)) DCA DCB DCB
Y0 ((DB) (DC)) DB DC
2
Y AB BC CA
最简与或 表达式
3
真值表
4
电路的逻 辑功能
Y AB BC CA
3
当输入A、B、
0
C中有2个或3
0
个为1时，输 出Y为1，否则
0 1
4
输出Y为0。所 以这表决用的组
1
合电路：只要 有2票或3票同
1
意，表决就通
1
过。
D C B A
(DBA)
(DCB)
I' 0 1 I' 1 1 I' 2 1 I' 3 1 I' 4 1 I' 5 1 I' 6 1 I' 7 1
S' 0
U1
10 11 12 13
1 2 3 4
0 1 2 3 4 5 6 7
A0 A1 A2
9 7 6
GS 14
5 EI
EO 15
74LS148
1 Y0 1 Y1 1 Y2
1 YEX' 0 YS'
YY12
I4 I2
I5 I3
I6 I6
I7 I7
Y0 I1 I3 I5 I7
优先编码器
在优先编码器电路中，允许同时输入两个以 上编码信号。编码时只对优先权最高的进行编码扩展。端
8线－3线优先编码器74LS148选逻通辑输图出。端
选通输入端
输
入
输
出
S I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 Y2 Y1 Y0 YS YEX
1 0 0 10
0 1 1 1 1 1 0 × ×低电平1表示“0 电路1 工 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 ×作，且1有编码1 输入0 ” 1 0
0 11111110
1 1 1 10
输入：逻辑0(低电平）有效 输出：逻辑0(低电平）有效
（3）74LS148的应用
▪ 1）单片使用： ▪ 例5-6：用一片74LS148构成8键编码电路。
1 ××××××××
1 1 1 11
0 11111111
1 1 1 01
0 0 ×××××××
0 0 0 10
0
1 0 × × × ×低电×平×表示“电0路工0 1
10
0 1 1 0 × × ×作，×但×无编码输0入”1 0 1 0
0 1 1 1 0 ××××
0 1 1 10
0 1 1 1 1 0 ×××
I' 0 1 I' 1 1 I' 2 0 I' 3 1 I' 4 1 I' 5 1 I' 6 0 I' 7 1
S' 0
U1
10 11 12 13
1 2 3 4
0 1 2 3 4 5 6 7
A0 A1 A2
9 7 6
GS 14
5 EI
EO 15
74LS148
由真值表知：该电路可用来判别输入的4位二进制 数数值的范围。
5.1.2 组合逻辑电路的设计方法
根据实际逻辑问题
步骤：
确定输入、输出 列出真值表
最简单逻辑电路
设计
选择所需
门电路
写出表达式
并简化
画逻辑电路图
根据设
计要求
分析题意，将设计 要求转化为逻辑关
形式变换
系，这一步为设计
组合逻辑电路的关键根据设计所用
2. A B C L
根 00 0 0
据 00 1 0
题 01 0 0
意 01 1 1 列 10 0 0 出 真 10 1 1 值 11 0 1 表 11 1 1
3.画出卡诺图化简：
BC A 00 01 11 10
00 0 1 0 10 1 1 1
AC BC AB
L= AC + BC + AB
4、用与非门实现逻辑电路