给水排水自动控制与仪表ppt

人类有四种基本血型—A型、B型、AB型和O型。O型血可以输给任意血型的人，而他自己只能接受O型；AB型可以接受任意血型，但只能输给AB型；A型能输给A型或AB型，可接受A型或O型；B型能输给B 型或AB型，可以接受B型或O型。

设计一个逻辑电路，其输入是一对要求“输送—接受”的血型，当符合上述规则时，电路给出对应的指示。解：第一步：确定输入、输出变量个数。

在设计一个组合逻辑电路时，选定的变量多少，会影响结果的简易程度，一般而言，变量少，电路较简单。当然，由于电路应用于实际，在确定变量时，编码应易于理解。

本例中，输入是一对输送——接受的血型，由于输送、接受的血型数为4

则各需2个变量，可用变量AB表示输送血型，CD表示接受血型。输出表

示是否可以进行输血，则可用一个输出变量：F

可假设（编码）：

AB、CD取值为00表示O型；01表示A型；10表示B型；11表示AB型

F取值为1表示可以输血，符合以上的输血规则。

第二步：确定输入与输出的关系。

根据编码及上面的输血规则，可填写出真值表或直接用卡诺图表示。

表达逻辑关系，主要是要找出逻辑表达式，实际问题转换成真值表及卡诺

图都比较容易，为了得到表达式，用真值表表示后，还是要转换成卡诺图

表示，因此，在实际设计中，常直接填写卡诺图，并且在多数情况下，直

接用卡诺图表示更方便。

本逻辑函数的真值表如表3-14所示，卡诺图如图3-29(a)所示。

由于卡诺图中“0”块较少，且集中相邻，圈“0”块所得到的表达式要简

单一些，则可用反函数或者用或与式表达。

或

在本设计中，没有规定使用何种门电路，因此，表达式的形式选定比较灵

活，如果设计中有要求，则必须根据要求选择表达式的形式。如果指定用与非门，则必须对卡诺图圈“1”，得与或式；如果指定用或非门，则必须对卡诺图圈“0”，得或与式。

01

图3-29 例3.10的卡诺图

第三步：变换表达式。

如果以上式去实现实际电路，要用到三种门电路：与、或、非，起码需要三种集成芯片，不太经济，实际应用中，应把表达式转换为只含一种运算（门电路）的表达式形式，常用与非—与非式或者或非—或非式。

本例表达式可转换成：

该逻辑电路可用五个2输入或非门完成。可选用前面介绍的集成电路74LS02芯片两片。

第四步：画逻辑图并考虑工程问题。（略）

讨论：

（1）74LS02内部有四个或非门，选用两片，有3个门没有使用。从表达式看，和各用一个或非门，使门数正好超过4。是否可以在设计时，进行一定的调整，使门数降到4或4以下呢？

（2）如果做成实际电路，通常需要用显示器件表示处理结果，如选用发光二极管。TTL电路在输出高电平时的负载能力较弱，如果直接接发光二极管，不能正常发光。

为了解决上面问题，对设计的编码进行一下修改：

可假设血型编码为：

AB取值为00表示O型、01表示A型、10表示B型、11表示AB型；

CD取值为00表示AB型、01表示B型、10表示A型、11表示O型；

F取值为1表示可以输血，符合以上的输血规则。

即：输送约定没有变，接受约定变了。

卡诺图如图3-29(b)所示。

则

即：用四个2输入与非门（一片74LS00）即可。

再加上外围辅助电路，就可完成本设计，设计结果见图3-30。

图3-30中，单刀双掷开关A、B、C和D产生四个输入量的输入信号，绿色LED（发光二极管）及红色LED 显示结果。绿LED发光，表示可以输血，红LED发光，表示不能输血；红绿都发光，电路工作不正常，红绿都不亮，电路没有工作。电路的操作及原理请读者自己分析。

图3-30 例3.4的设计结果

从本例可以看出，对实际问题的分析，直接影响电路的设计，分析（表示）越成功，则电路越简单，即使按照同一思想设计，外围电路的安排不同，电路的使用效果也是不同的，因此，在设计一人电路时，对实

际问题的分析是首要问题，并对设计反复推敲。

读者可自己动手，修改编码，用不同的逻辑解决该实际问题。（该逻辑可以只用三个2输入的同类运算实

现。