第二章 组合逻辑电PPT课件
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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。
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。
《数字电子技术》教学课件(高教社) 第二章 门电路与组合逻辑电路 2.2.2知识点：CMOS门电路-教学文稿
3. CMOS电路的正确使用
（3）CMOS传输门组成的双向模拟开关 • 为了使输入保护电路电流容量不超限（一般为lmA），在可能出现较大输入 电流的场合，应采取以下保护措施： 3）在输入端接有长线时，可能因分布电容、分布电容产生寄生振荡，亦应 在长线与输入端之间加限流电阻，其阻值可按UDD/lmA计算，如图所示：
3. CMOS电路的正确使用
（3）CMOS传输门组成的双向模拟开关 • 为了使输入保护电路电流容量不超限（一般为lmA），在可能出现较大输入 电流的场合，应采取以下保护措施： 1）在输入端接低内阻信号源时，应在输入端与信号源之间串大限流电阻， 以保证输入保护二极管导通时，电流不超过lmA。 2）在输入端接有大电容时，应在输入端与电容之间接保护电阻RP，其阻值 可按UC/1mA计算。此处UC为电容上的电压(单位为V)。如图
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第二章：门电路与组合逻辑电路 知识点 CMOS门电路
1. 常用CMOS逻辑门
（1）CMOS非门电路
负载管 P 沟道 +UDD
GS
T2
A
D
Y
T1
GS 驱动管 N 沟道
Y= A
A= 1 时，T1导通， T2截止，Y = 0 PMOS管
3. CMOS电路的正确使用
（3）CMOS传输门组成的双向模拟开关 • 因为CMOS电路存在寄生三极管效应而产生的锁定效应，使其在电源电压 UDD超限、UI超限和UO超限时不能正常工作，所以首先应保证电源电压的波动 不超过限度，输入、输出电压不超过电源电压的范围。还可以采取以下的防护 措施： 2）在电源输入端UDD处加去耦电路，如图2-21所示，以确保UDD可能出现的 瞬间高压得到缓解。
组合逻辑电路(电子技术课件)
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。
第2章组合逻辑电路优秀课件
源负极）时，形成较大的正向电流，PN结呈现较小 的正向电阻；
外加反偏电压时，反向电流很小，PN结呈现很大 的反向电阻。
3. 二极管等效电路
图 二极管伏安特性的几种等效电路
导通电压VON 硅管取0.7V 锗管取0.2V
结论： 1. 只有当外加正向电压（P极电压大于N极电压）大于
VON时，二极管才导通。 2. 二极管导通后具有电压箝位作用。
3V 0V 0.7V 1
0
0
3V 3V 3.7V 1
1
1
所以：
YA B
2. 二极管的或门 2.1 电路组成
2.2 工作原理 1）当uA=uB=0V，D1和D2都导通，所以:uO=-0.7V
2）当uA=0V，uB=3V，D1截止，D2导通 所以: uO=2.3V
3）当uA=3V，uB=0V，D1导通，D2截止 所以: uO=2.3V
5. 半导体二极管的开关特性
VCC=5V 当vI为高电平（取VCC）时， VD截止，vO为高电平。 当vI为低电平（取0V）时， VD导通，vO=0.7V，为低电平。
二、 分立元件逻辑门电路 1. 二极管的与门 1.1 电路组成
1.2 工作原理 1）当uA=uB=0V，D1和D2都导通，所以:uO=0.7V
一、 半导体二极管的开关特性
1. 二极管的符号
正极-P极
负极-N极
2. 二极管的伏安特性
I/mA
反向特性 600
400
200 –100 –50
0 0.4 0.7
– 0.1
反向击穿
特性
– 0.2
正向特性
V/V
死区电压
二极管/硅管的伏安特性
2. 二极管的伏安特性-二极管的单向导电性
外加反偏电压时，反向电流很小，PN结呈现很大 的反向电阻。
3. 二极管等效电路
图 二极管伏安特性的几种等效电路
导通电压VON 硅管取0.7V 锗管取0.2V
结论： 1. 只有当外加正向电压（P极电压大于N极电压）大于
VON时，二极管才导通。 2. 二极管导通后具有电压箝位作用。
3V 0V 0.7V 1
0
0
3V 3V 3.7V 1
1
1
所以：
YA B
2. 二极管的或门 2.1 电路组成
2.2 工作原理 1）当uA=uB=0V，D1和D2都导通，所以:uO=-0.7V
2）当uA=0V，uB=3V，D1截止，D2导通 所以: uO=2.3V
3）当uA=3V，uB=0V，D1导通，D2截止 所以: uO=2.3V
5. 半导体二极管的开关特性
VCC=5V 当vI为高电平（取VCC）时， VD截止，vO为高电平。 当vI为低电平（取0V）时， VD导通，vO=0.7V，为低电平。
二、 分立元件逻辑门电路 1. 二极管的与门 1.1 电路组成
1.2 工作原理 1）当uA=uB=0V，D1和D2都导通，所以:uO=0.7V
一、 半导体二极管的开关特性
1. 二极管的符号
正极-P极
负极-N极
2. 二极管的伏安特性
I/mA
反向特性 600
400
200 –100 –50
0 0.4 0.7
– 0.1
反向击穿
特性
– 0.2
正向特性
V/V
死区电压
二极管/硅管的伏安特性
2. 二极管的伏安特性-二极管的单向导电性
《组合逻辑电路》课件
常见的逻辑门
与门
与门只有当所有输入 信号均为高电平时或门只要有一个输入 信号为高电平，输出 信号就为高电平。
非门
非门将输入信号取反， 输出信号与输入信号 相反。
异或门
异或门只有当输入信 号中有且仅有一个信 号为高电平时，输出 信号才为高电平。
组合逻辑电路的设计示例
4位全加器
4位全加器能够对两个4位二进制数进行相加， 并输出相应的和与进位。
8位选择器
8位选择器根据控制信号选择对应的输入信号输 出。
4位比较器
4位比较器用于比较两个4位二进制数的大小， 并输出相应的比较结果。
7段数码管译码器
7段数码管译码器将二进制输入信号转换为7段 数码管上的显示。
总结
组合逻辑电路是电路设计中的重要组成部分，它通过逻辑门等实现输入输出 的转换和处理。分析问题、求最简式、选择逻辑门是组合逻辑电路设计的核 心方法。
组合逻辑电路的基本元件
逻辑门
逻辑门是组合逻辑电路中的基本构建块，如与门、 或门、非门、异或门等。
多路选择器
多路选择器可以根据输入信号的值，选择特定的 输出信号。
解码器
解码器将输入信号转换为对应的输出线路。
编码器
编码器将多个输入信号编码为较少的输出信号。
组合逻辑电路的设计方法
1. 理解问题并确定输入输出要求。 2. 将输入输出转化为逻辑函数。 3. 求出逻辑函数的最简式。 4. 根据最简式选择逻辑门和组成电路。
《组合逻辑电路》PPT课 件
欢迎来到《组合逻辑电路》的PPT课件。想要深入了解什么是组合逻辑电路 以及它的基本元件和设计方法吗？让我们一起开始探索吧！
什么是组合逻辑电路？
组合逻辑电路是由输入端口和输出端口组成的电路，它们用于将输入端口上的信号转换为输出端口的状态。与 存储器不同，组合逻辑电路只考虑当前输入产生的输出。
【全文】组合逻辑电路ppt
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
组合逻辑门(PPT02)
竞争冒险现象
定义
竞争冒险现象是指组合逻辑电路在实现逻辑功能时可能出现的不确定的输出状态。
产生原因
竞争冒险现象是由于组合逻辑电路中信号传输路径上的不同延迟时间引起的。当不同路径上的信 号同时到达输出端时，可能会产生短暂的不确定状态。
解决方法
为了消除竞争冒险现象，可以采用增加冗余项、引入时钟同步、使用滤波电路等方法。
逻辑表达式
XOR门的逻辑表达式是 Y=A·B'+A'·B，其中A和B是输入， Y是输出。
功能
实现异或运算，即当输入A和B不同时，输出Y为1；否则， 输出Y为0。
应用
异或门常用于实现数字比较、数据传输、算术运算等。
同或门
逻辑表达式
XNOR门的逻辑表达式是 Y=A·B+A'·B'，其中A和B是输入，Y是 输出。
优先编码器
定义
优先编码器是一种组合逻辑电路，用于将多个输入信号中的最高优先级信号转换为二进制 代码。
工作原理
优先编码器根据输入信号的优先级顺序进行编码，优先级最高的输入信号对应的输出信号 为高电平，其他较低优先级的输入信号对应的输出信号为低电平。
应用
优先编码器广泛应用于数字系统和计算机中，用于实现多路选择和优先级控制。
感谢您的观看
应用
电路结构
由一个NMOS管或一个PMOS管组成。
用于实现非运算，如寄存器的清零信 号等。
NAND门
功能
实现逻辑与非运算，即当输入端 A和B都为1时，输出端Y为0；其
他情况下，输出端Y为1。
应用
用于实现与非运算，如多路选择 器的使能信号、寄存器的使能信
号等。
电路结构
由两个PMOS管或两个NMOS管 串联组成。
《数字电子技术》教学课件(高教社) 第二章 门电路与组合逻辑电路 2.3.1知识点：组合逻辑电路的设计-
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第二章：门电路与组合逻辑电路 来自识点 组合逻辑电路的设计举例
根据实际的逻辑问题设计出能实现该逻辑要求的电路，这是组合逻辑电路设计的任 务。其一般方法为：设定事物不同状态的逻辑值 根据逻辑要求列出真值表 由真 值表写出逻辑表达式 化简或变换逻辑表达式 根据逻辑表达式画出逻辑电路图。
例2 设计一个能实现两个n位二进制数加法运算的逻辑电路（半加器）。 解：
✓ 根据逻辑表达式画出逻辑电路图：
举例
根据实际的逻辑问题设计出能实现该逻辑要求的电路，这是组合逻辑电路设计的任 务。其一般方法为：设定事物不同状态的逻辑值 根据逻辑要求列出真值表 由真 值表写出逻辑表达式 化简或变换逻辑表达式 根据逻辑表达式画出逻辑电路图。
例2 设计一个能实现两个n位二进制数加法运算的逻辑电路（半加器）。 解：
✓ 根据逻辑要求列出真值表
举例
根据实际的逻辑问题设计出能实现该逻辑要求的电路，这是组合逻辑电路设计的任 务。其一般方法为：设定事物不同状态的逻辑值 根据逻辑要求列出真值表 由真 值表写出逻辑表达式 化简或变换逻辑表达式 根据逻辑表达式画出逻辑电路图。
✓ 根据逻辑要求列出真值表
举例
根据实际的逻辑问题设计出能实现该逻辑要求的电路，这是组合逻辑电路设计的任 务。其一般方法为：设定事物不同状态的逻辑值 根据逻辑要求列出真值表 由真 值表写出逻辑表达式 化简或变换逻辑表达式 根据逻辑表达式画出逻辑电路图。
例1 某系统中有三盏指示灯H1，H2，H3，当H1与H2全亮或H2与H3全亮时，应 发出报警。请设计一报警电路，并用与非门组成逻辑电路。 解：
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第二章：门电路与组合逻辑电路 来自识点 组合逻辑电路的设计举例
根据实际的逻辑问题设计出能实现该逻辑要求的电路，这是组合逻辑电路设计的任 务。其一般方法为：设定事物不同状态的逻辑值 根据逻辑要求列出真值表 由真 值表写出逻辑表达式 化简或变换逻辑表达式 根据逻辑表达式画出逻辑电路图。
例2 设计一个能实现两个n位二进制数加法运算的逻辑电路（半加器）。 解：
✓ 根据逻辑表达式画出逻辑电路图：
举例
根据实际的逻辑问题设计出能实现该逻辑要求的电路，这是组合逻辑电路设计的任 务。其一般方法为：设定事物不同状态的逻辑值 根据逻辑要求列出真值表 由真 值表写出逻辑表达式 化简或变换逻辑表达式 根据逻辑表达式画出逻辑电路图。
例2 设计一个能实现两个n位二进制数加法运算的逻辑电路（半加器）。 解：
✓ 根据逻辑要求列出真值表
举例
根据实际的逻辑问题设计出能实现该逻辑要求的电路，这是组合逻辑电路设计的任 务。其一般方法为：设定事物不同状态的逻辑值 根据逻辑要求列出真值表 由真 值表写出逻辑表达式 化简或变换逻辑表达式 根据逻辑表达式画出逻辑电路图。
✓ 根据逻辑要求列出真值表
举例
根据实际的逻辑问题设计出能实现该逻辑要求的电路，这是组合逻辑电路设计的任 务。其一般方法为：设定事物不同状态的逻辑值 根据逻辑要求列出真值表 由真 值表写出逻辑表达式 化简或变换逻辑表达式 根据逻辑表达式画出逻辑电路图。
例1 某系统中有三盏指示灯H1，H2，H3，当H1与H2全亮或H2与H3全亮时，应 发出报警。请设计一报警电路，并用与非门组成逻辑电路。 解：
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从电路结构上：由常用逻辑门电路组合而成。 从功能特点上：逻辑函数都是组合逻辑函数。
从表示方法上：真值表、卡诺图、逻辑表达式、逻辑图、 波形图。
组合逻辑电路的分析与设计
1 组合逻辑电路的分析
(1) 分析方法 ①根据给定的逻辑图写出输出函数的逻辑表达式； ②进行化简，求出最简与或表达式； ③列出输出函数的真值表； ④说明给定电路的基本功能；
(2)用异或门实现：
AnBn Cn 00 01 11 10
0 0100 1 1110
利用对1格画圈求相应的与或式：
Cn+1 = An Bn + AnCn + BnCn
AnBn Cn 00 01 11 10
0 0 10 1
1 1 01 0
Dn = An Bn Cn + An Bn Cn + An BnCn + An BnCn
Cn+1 = An (Bn⊕Cn )BnCn
组合逻辑电路的分析与设计
Cn
=1
=1
Bn
Dn
An
&
&
& Cn+1
&
组合逻辑电路中的竞争冒险
由于从输入到输出的过程中，不同通路上门的级数不同， 或者门电路平均延迟时间的差异，使信号从输入经不同通路传 输到输出级的时间不同。由于这个原因，可能会使逻辑电路产 生错误输出。通常把这种现象称为竞争冒险。
组合逻辑电路中的竞争冒险
1 产生竞争的原因
G1
1 A
G2
& F = A• A
延迟
A A
F
组合逻辑电路中的竞争冒险
2 竞争冒险的判断
代数法、卡诺图、实验法 (1)代数法
组合逻辑电路的分析与设计
2 组合逻辑电路的设计
(2)化简
Y = SABC + SABC + S ABC + S ABC
SA BC 00 01 11 10 00
01
11 1
1
10
1
1
组合逻辑电路的分析与设计
2 组合逻辑电路的设计
(3)画逻辑电路图
Y = SABC + SABC + S ABC + S ABC
Y = S[ A(BC + BC) + A(BC + BC)] Y = S( A⊕B⊕C)
组合逻辑电路的分析与设计
2 组合逻辑电路的设计
(3)画逻辑电路图
A
=1
B
C S
=1 & Y
组合逻辑电路的分析与设计
例2：设计一位全减器。(1)用与或非门实现；(2)用异或门实现
An
全
Dn
Bn
减
器
Cn+1
Cn
Y1
输
出
Ym-1
任何时刻电路的稳定输出，仅仅取决于该时刻各个输入变 量的取值，称为组合逻辑电路。
Y0 = F0 (I0 , I1,, In 1)
Y1 = F1(I0 , I1,, In 1)
Ym-1 = Fm-1(I0 , I1,, In 1)
任何时刻电路的稳定输出，仅仅取决于该时刻各个输入变 量的取值，称为组合逻辑电路。
真值表
S AB C Y 0 00 0 0 0 00 1 0 0 01 1 0 0 01 0 0 0 11 0 0 0 11 1 0 0 10 1 0 0 10 0 0
S ABC Y 1 1 00 1 1 1 01 0 1 1 11 1 1 1 10 0 1 0 10 1 1 0 11 0 1 0 01 1 1 0 00 0
组合逻辑电路的分析与设计
Cn+1 = An Bn + AnCn + BnCn Dn = An Bn Cn + An Bn Cn + An BnCn + An BnCn
该电路有两个输出函数，应从整体进行化简。尽量利用公 共项使整个电路使用的逻辑门的种类个数少，而不是将每个输 出函数化为最简。
Dn = An⊕Bn⊕Cn
组合逻辑电路的分析与设计
1 组合逻辑电路的分析
(2) 分析举例
例1：
A B C
≥ Y1
≥ Y2 ≥
A+B+C
A+B
Y1 + Y2 + B
≥ Y3 ≥
Y3
Y
组合逻辑电路的分析与设计
1 组合逻辑电路的分析
(2) 分析举例 ①逻辑表达式
Y = Y1 + Y2 + B
= A+B+C+ A+B+B
②化简
Y = AB
AnBn Cn 00 01 11 10
0 0 10 1
1 1 01 0
Cn+1 = Bn Cn + An Cn + An Bn Dn = An Bn Cn + An BnCn + An Bn Cn + An BnCn
组合逻辑电路的分析与设计
1
Cn
1
Bn
& ≥1
Dn
1
An
& ≥1
Cn+1
组合逻辑电路的分析与设计
组合逻辑电路的分析与设计
例2：设计一位全减器。(1)用与或非门实现；(2)用异或门实现
真值表 An Bn Cn Cn+1 Dn 000 0 0 001 1 1 010 1 1 011 1 0 100 0 1 101 0 0 110 0 0 111 1 1
卡诺图
AnBn Cn 00 01 11 10
组合逻辑电路的分析与设计
2 组合逻辑电路的设计
(1)逻辑抽象 ①输入、输出信号: 输入：四个开关状态；输出：路灯的 亮灭； ②设定变量: S:总电源开关；A、B、C分别表示三个分开 关； ③状态赋值: 0:开关断开和灯灭；1:开关闭合和灯亮； ④列真值表。
组合逻辑电路的分析与设计
2 组合逻辑电路的设计
第二章 组合逻辑电路
31 组合逻辑电路的分析与设计 2 组合逻辑电路中的竞争冒险 3 加法器与算术逻辑单元 34 数值比较器 5 编码器 6 译码器与数据分配器 7 数据选择器
任何时刻电路的稳定输出，仅仅取决于该时刻各个输入变 量的取值，称为组合逻辑电路。
I0
输
I1
入
In-1
… …
组合逻辑电路
Y0
③功能说明 完成A和B的与非运算
组合逻辑电路的分析与设计
2 组合逻辑电路的设计
(1) 设计方法 ①进行逻辑抽象 ②进行化简； ③画出逻辑图。
分析设计要求，确定输入、输 出以及它们之间的关系 设定变量
状态赋值
2 组合逻辑电路的设计
(2) 设计举例 例1：设计一个路灯控制电路，要求实现的功能：当总电源开关 闭合时候，安装在三个不同地方的三个都能独立地将灯打开或 熄灭；当总电源开关断开时，路灯不亮。
0 0100 1 1110
AnBn Cn 00 01 11 10
0 0 10 1 1 1 01 0
组合逻辑电路的分析与设计
例2：设计一位全减器。(1)用与或非门实现；(2)用异或门实现
(1)用与或非门实现：
AnBn Cn 00 01 11 10
0 0100
利用对0格画圈求相应的与或非式：
1 1110
从表示方法上：真值表、卡诺图、逻辑表达式、逻辑图、 波形图。
组合逻辑电路的分析与设计
1 组合逻辑电路的分析
(1) 分析方法 ①根据给定的逻辑图写出输出函数的逻辑表达式； ②进行化简，求出最简与或表达式； ③列出输出函数的真值表； ④说明给定电路的基本功能；
(2)用异或门实现：
AnBn Cn 00 01 11 10
0 0100 1 1110
利用对1格画圈求相应的与或式：
Cn+1 = An Bn + AnCn + BnCn
AnBn Cn 00 01 11 10
0 0 10 1
1 1 01 0
Dn = An Bn Cn + An Bn Cn + An BnCn + An BnCn
Cn+1 = An (Bn⊕Cn )BnCn
组合逻辑电路的分析与设计
Cn
=1
=1
Bn
Dn
An
&
&
& Cn+1
&
组合逻辑电路中的竞争冒险
由于从输入到输出的过程中，不同通路上门的级数不同， 或者门电路平均延迟时间的差异，使信号从输入经不同通路传 输到输出级的时间不同。由于这个原因，可能会使逻辑电路产 生错误输出。通常把这种现象称为竞争冒险。
组合逻辑电路中的竞争冒险
1 产生竞争的原因
G1
1 A
G2
& F = A• A
延迟
A A
F
组合逻辑电路中的竞争冒险
2 竞争冒险的判断
代数法、卡诺图、实验法 (1)代数法
组合逻辑电路的分析与设计
2 组合逻辑电路的设计
(2)化简
Y = SABC + SABC + S ABC + S ABC
SA BC 00 01 11 10 00
01
11 1
1
10
1
1
组合逻辑电路的分析与设计
2 组合逻辑电路的设计
(3)画逻辑电路图
Y = SABC + SABC + S ABC + S ABC
Y = S[ A(BC + BC) + A(BC + BC)] Y = S( A⊕B⊕C)
组合逻辑电路的分析与设计
2 组合逻辑电路的设计
(3)画逻辑电路图
A
=1
B
C S
=1 & Y
组合逻辑电路的分析与设计
例2：设计一位全减器。(1)用与或非门实现；(2)用异或门实现
An
全
Dn
Bn
减
器
Cn+1
Cn
Y1
输
出
Ym-1
任何时刻电路的稳定输出，仅仅取决于该时刻各个输入变 量的取值，称为组合逻辑电路。
Y0 = F0 (I0 , I1,, In 1)
Y1 = F1(I0 , I1,, In 1)
Ym-1 = Fm-1(I0 , I1,, In 1)
任何时刻电路的稳定输出，仅仅取决于该时刻各个输入变 量的取值，称为组合逻辑电路。
真值表
S AB C Y 0 00 0 0 0 00 1 0 0 01 1 0 0 01 0 0 0 11 0 0 0 11 1 0 0 10 1 0 0 10 0 0
S ABC Y 1 1 00 1 1 1 01 0 1 1 11 1 1 1 10 0 1 0 10 1 1 0 11 0 1 0 01 1 1 0 00 0
组合逻辑电路的分析与设计
Cn+1 = An Bn + AnCn + BnCn Dn = An Bn Cn + An Bn Cn + An BnCn + An BnCn
该电路有两个输出函数，应从整体进行化简。尽量利用公 共项使整个电路使用的逻辑门的种类个数少，而不是将每个输 出函数化为最简。
Dn = An⊕Bn⊕Cn
组合逻辑电路的分析与设计
1 组合逻辑电路的分析
(2) 分析举例
例1：
A B C
≥ Y1
≥ Y2 ≥
A+B+C
A+B
Y1 + Y2 + B
≥ Y3 ≥
Y3
Y
组合逻辑电路的分析与设计
1 组合逻辑电路的分析
(2) 分析举例 ①逻辑表达式
Y = Y1 + Y2 + B
= A+B+C+ A+B+B
②化简
Y = AB
AnBn Cn 00 01 11 10
0 0 10 1
1 1 01 0
Cn+1 = Bn Cn + An Cn + An Bn Dn = An Bn Cn + An BnCn + An Bn Cn + An BnCn
组合逻辑电路的分析与设计
1
Cn
1
Bn
& ≥1
Dn
1
An
& ≥1
Cn+1
组合逻辑电路的分析与设计
组合逻辑电路的分析与设计
例2：设计一位全减器。(1)用与或非门实现；(2)用异或门实现
真值表 An Bn Cn Cn+1 Dn 000 0 0 001 1 1 010 1 1 011 1 0 100 0 1 101 0 0 110 0 0 111 1 1
卡诺图
AnBn Cn 00 01 11 10
组合逻辑电路的分析与设计
2 组合逻辑电路的设计
(1)逻辑抽象 ①输入、输出信号: 输入：四个开关状态；输出：路灯的 亮灭； ②设定变量: S:总电源开关；A、B、C分别表示三个分开 关； ③状态赋值: 0:开关断开和灯灭；1:开关闭合和灯亮； ④列真值表。
组合逻辑电路的分析与设计
2 组合逻辑电路的设计
第二章 组合逻辑电路
31 组合逻辑电路的分析与设计 2 组合逻辑电路中的竞争冒险 3 加法器与算术逻辑单元 34 数值比较器 5 编码器 6 译码器与数据分配器 7 数据选择器
任何时刻电路的稳定输出，仅仅取决于该时刻各个输入变 量的取值，称为组合逻辑电路。
I0
输
I1
入
In-1
… …
组合逻辑电路
Y0
③功能说明 完成A和B的与非运算
组合逻辑电路的分析与设计
2 组合逻辑电路的设计
(1) 设计方法 ①进行逻辑抽象 ②进行化简； ③画出逻辑图。
分析设计要求，确定输入、输 出以及它们之间的关系 设定变量
状态赋值
2 组合逻辑电路的设计
(2) 设计举例 例1：设计一个路灯控制电路，要求实现的功能：当总电源开关 闭合时候，安装在三个不同地方的三个都能独立地将灯打开或 熄灭；当总电源开关断开时，路灯不亮。
0 0100 1 1110
AnBn Cn 00 01 11 10
0 0 10 1 1 1 01 0
组合逻辑电路的分析与设计
例2：设计一位全减器。(1)用与或非门实现；(2)用异或门实现
(1)用与或非门实现：
AnBn Cn 00 01 11 10
0 0100
利用对0格画圈求相应的与或非式：
1 1110