常用组合逻辑电路及应用

3.2 组合逻辑电路的分析和设计
例：试分析如图所示电路的逻辑功能。图中输入信号A、B、 C、D是一组四位二进制代码
W
X
Y
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
A
B
C
D
3.2 组合逻辑电路的分析和设计
•解 • （1）写出逻辑表达式：
W A AB ABB X W WC WCC Y X XD XDD
• （2）进行化简：
G2 B1B0
B3B2 00 01 11 10 00 0 0 0 0
01 1 1 1 1 11 Φ Φ Φ Φ 10 1 1 Φ Φ
G3卡诺图
G3 B1B0
B3B2 00 01 11 10 00 0 0 0 0
01 0 0 0 0
11 Φ Φ Φ Φ
10 1 1 Φ Φ
3.2 组合逻辑电路的分析和设计
此电路实现的逻辑功 能是检奇电路。@
A
B
C
D
Y
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1wk.baidu.com
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
3.2 组合逻辑电路的分析和设计
• 电路设计的目的
•
组合逻辑电路设计的目的是根据
逻辑功能设计出实现该功能的电路。
3.1 组合逻辑电路的基本概念
• 组合逻辑电路定义：
• 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，而与先前状态 无关的逻辑电路称为组合逻辑电路。
A0
A A1 输： 入：
1
组合逻辑电路
Y0
Y1
Y
：
输
：
出
1
Y00(A01, …1)
Y00(A01, …1)
﹕
﹕
•
11(A01, …1)
3.1 组合逻辑电路的基本概念
（4）化简并写出逻辑代数式
B0
G0 B1B0 B1 B0 B1 B0 G1 B2 B1 B2 B1 B2 B1 B1
G2 B3 B2 B3 B2 B3 B2 B3 B2
B2
G3 B3
（5）、由逻辑代数式画出逻辑图 @
＝1
G0
＝1
G1
＝1
G2
B3
G3
3.2 组合逻辑电路的分析和设计
引言
每瓶药片的设定数 （编码数）
0123 4567 89- +
编
寄
码
存
器
器
设定键盘
阀门
药片数 传感器
瓶内实际药片数 （十进制）
计数器
瓶内实际药片数 （十进制）
码制转换器
加 法 器
新瓶到位计数器清零
译 码 器
每瓶药片的设定 数（十进制）
比 较 器
每瓶的药片数 总装瓶药片数
量显示
译码器
寄
比较相等信号
存
数据选择器、分配器、比较器、加法器等。@
3.2 组合逻辑电路的分析和设计
• 电路分析的目的
•
目的是为了确定已知电路的逻辑功
能，所以分析的结论是指出电路所实现的逻
辑功能。
• 电路分析的步骤
• （1）由逻辑图写出各输出端的逻辑表达 式；
• （2）化简和变换各逻辑表达式；
• （3）列出真值表；
• （4）根据真值表和逻辑表达式对逻辑电
• 电路设计的步骤
• （1）根据对电路逻辑功能的要求，列 出真值表；
• （2）由其值表写出逻辑表达式；
• （3）简化和变换逻辑表达式，从而画 出逻辑图。
• 注意点
•
组合逻辑电路的设计，通常以电
3.2 组合逻辑电路的分析和设计
• 例：试设计将十进制的四位二进制码（8421）转换 成典型格雷码
• 解： • （1）分析题意，确定输入变量与输出变量的数目
•
8421B C D B3 B2 B1B0 @
格 雷 码 G3G2G1G0
3.2 组合逻辑电路的分析和设计
（2）列真值表
输入变量
输出变量
B3 B2 B1 B0 G3 G2 G1 G0
00000000
00010001
00100011
00110010
01000110
01010111
01100101
01110100
10001100
10011101
1 0 1 0ΦXXX
1 0 1 1XXXX
1 1 0 0XXXX
1 1 0 1XXXX
1 1 1 0XXXX
1 1 1 1XXXX
3.2 组合逻辑电路的分析和设计
（3）根据真值表，填写输出函数卡诺图
G0 B1B0 G0卡诺图 B3B2 00 01 11 10
W AAB+ ABB AB AB A B X WC +W C ( A B) C A B C A B C Y XD XD (A B C) D A B C D A B C D
3.2 组合逻辑电路的分析和设计
（3）列真值表：
（4）功能说明： 由真值表可知，
小结：
• 逻辑代数是分析和设计逻辑电路的工具 • 组合逻辑电路的输出状态只决定于同一时刻的输入
00 0 1 0 1
01 0 1 0 1
11 X Φ Φ Φ
10 0 1 Φ 1
G1 B1B0 G1卡诺图 B3B2 00 01 11 10
00 0 0 1 1
01 1 1 0 0
11 Φ Φ Φ Φ
10 0 0 Φ Φ
3.2 组合逻辑电路的分析和设计
（3）根据真值表，填写输出函数卡诺图
G2卡诺图
• 组合逻辑电路特点：
• （1）输出、输入之间没有反馈延迟通路；
• （2）电路中不含记忆单元。
• 组合电路逻辑功能表示：
•
组合电路是逻辑函数的电路实现，所以表
示逻辑函数的几种方法—真值表、卡诺图、逻辑
表达式及时序图均可表示组合电路的逻辑功能
• 组合逻辑电路的分类：
•
按照功能特点可分为：编码器、译码器、
码制转换器
器
远程控制台
3.3 组合逻辑电路中的竞争冒险
• 3.3.1 产生竞争冒险的原因 • 3.3.2 消去竞争冒险的方法
3.4 常用组合逻辑电路芯片及 应用
3.4.1 编码器 3.4.2 译码器和数据分配器 3.4.3 数据选择器 3.4.4 数值比较器 3.4.5 算术运算器 3.4.6 常用组合逻辑电路应用实例
章常用组合逻辑电路芯片 及应用（8）
引言 3.1组合逻辑电路的基本概念 3.2组合逻辑电路分析和设计方法 3.3组合逻辑电路中的竞争冒险 3.4常用组合逻辑电路芯片及应用
引言
典型数字控制系统实例
从本章开始，将介绍这些中、大规模集成组合逻 辑电路。常用的中、大规模集成组合逻辑电路有编 码器和译码器、数据选择器和数据分配器、数值比 较器、算术逻辑运算单元。对于这些常用的集成组 合逻辑电路，着重分析它们的功能及基本的应用方 法。在学习这些内容的过程中，要以前面所学习的 真值表、逻辑代数、卡诺图等作为工具，进行逻辑 电路的分析与设计。@