《组合逻辑电路的设计》公开课课件解析
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《组合逻辑电路的设计》说课稿 ppt课件
解：（1）逻辑状态赋值真值表
三个输出：L0（火警）、 L1（盗警）和L2，对 应三个输入I0、I1 、I2。设有信号为逻辑“1”、没信 号为逻辑“0”，设灯亮为逻辑“1”、灯不亮为逻辑 “0”。
（2）列真值表
列出该电路的真值表，表中“×”表示取任意值， 即该项输入对输出不产生影响。
（3）由真值表写出各输出的逻 辑表达式： L0 I0
辑电路图。
《组合逻辑电路的设计》说课稿
例：我校办公楼控制室有3个报警灯：L0（火 警）、 L１（盗警）和L2（一般业务），按事态 轻重缓急要求，有多个警报同时出现时，在同一 时间只能有一个信号通过，首先接通的是火警信 号，其次为盗警信号，最后是日常一般业务信号。 试按照上述要求设计一个信号控制电路。要求用 集成门电路74LS00（每片含四个2输入端与非门） 实现。
⑵旅客列车分为特快、直快和慢车，他们发出的优先顺序为 特快、直快、慢车。在同一时间里发出一个开车信号，试 设计此开车信号的控制电路。
Vcc—电源正极 GND —接地 An 、Bn—输入引脚 Yn—输出引脚
+VCC
VCC
A4
B4
Y4
A3
B3
14
13
12
11
10
9
Y3 8
&
&
74LS00
&
&
1
2
3
4
5
6
A1
B1
Y1
A2
B2
Y2
7 GND
VCC
A4
B4
Y3
A3
14
13
12
11
10
B3 9
Y3 8
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)
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
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
【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
4组合逻辑电路的分析和设计PPT课件
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2
4.1概述
组合 ۞ 逻辑电路 逻 辑 电 路 时序 ۞ 逻辑电路
2020/7/31
功能：输出只取决于 当前的输入。
组成：门电路，不存在 记忆元件。
功能：输出取决于当 前的输入和原 来的状态。
组成：组合电路+记忆 元件(第7章)。
3
组合逻辑电路的框图
输入与输出的函数关系
n输入逻
m输出逻
辑变量
a1
辑变量
组 合
y1
a2
逻 辑 电
y2
路
an
（由逻辑门
ym
构成）
y1 y2 y m
f1 a 1 , a 2 , f2 a1, a 2 ,
fm a1, a 2 ,
,an ,an
,an
向量形式
YF(A)
74LS08
A
& 74LS32
L
C
≥1
& B
（a）用与门和或门实现
74LS00
A
&
C
&Lຫໍສະໝຸດ & B（b）用与非门实现
2020/7/31
西安交通大学电气学院电子学
15
如果要求用OC门驱动，用发光二极管显 示报警？
L=CB+CA 灯亮 如何变换？ OC特点？
VCC R R＝？
要接上拉电阻； 低电平驱动能力强； 可线与
化简和变换
画逻辑电路图
门级组合逻辑电路设计方法流程图
2020/7/31
西安交通大学电气学院电子学
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2
4.1概述
组合 ۞ 逻辑电路 逻 辑 电 路 时序 ۞ 逻辑电路
2020/7/31
功能：输出只取决于 当前的输入。
组成：门电路，不存在 记忆元件。
功能：输出取决于当 前的输入和原 来的状态。
组成：组合电路+记忆 元件(第7章)。
3
组合逻辑电路的框图
输入与输出的函数关系
n输入逻
m输出逻
辑变量
a1
辑变量
组 合
y1
a2
逻 辑 电
y2
路
an
（由逻辑门
ym
构成）
y1 y2 y m
f1 a 1 , a 2 , f2 a1, a 2 ,
fm a1, a 2 ,
,an ,an
,an
向量形式
YF(A)
74LS08
A
& 74LS32
L
C
≥1
& B
（a）用与门和或门实现
74LS00
A
&
C
&Lຫໍສະໝຸດ & B（b）用与非门实现
2020/7/31
西安交通大学电气学院电子学
15
如果要求用OC门驱动，用发光二极管显 示报警？
L=CB+CA 灯亮 如何变换？ OC特点？
VCC R R＝？
要接上拉电阻； 低电平驱动能力强； 可线与
化简和变换
画逻辑电路图
门级组合逻辑电路设计方法流程图
2020/7/31
西安交通大学电气学院电子学
《组合逻辑电路的设计》公开课课件全解
输入变量 三位评委的评委判定
因果关系
输出变量 选手能否过 关
根据题意确定输入和输出变量 解：设A、B、C为输入变量， 同意用“1”表示，不同意用“0” 表示，F为输出变量，F=1表示过 关，F=0表示没有过关
形成性练习
1、设计一个检测信号灯工作状 态的逻辑电路。每一组信号灯由 红、黄、绿三盏灯组成。正常时， 只能一盏灯亮，否则电路出现故 障，要求逻辑电路发出故障信号， 以提醒维护人员前去修理
Ci
拓展练习
设计一个一位二进制全加器 能对两个1位二进制数进行相加并 考虑低位来的进位，即相当于3个1位 二进制数相加，求得和及进位的逻辑 电路称为全加器。
解：设Ai、Bi为加数， Ci-1为低位来
的进位，Si为本位的和， Ci为向高 位的进位。
（1）、列真值表
输入 Ai Bi 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1
情景
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。这个判 决能不能用逻辑关系来实现呢？
评
委
席
知识回顾
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 能的最佳逻辑电路。
器件的种类最少、 数量最少、连线最 少
组合逻辑电路的设计步骤
（1）、逻辑状态赋值 用逻辑电路实现某一电路的 逻辑功能时，需要分析该事件的因果关系，将“因” 作为逻辑电路的输入，“果”作为逻辑电路的输出， 并用1、0分别代表输入和输出的两种不同状态，称为 逻辑状态赋值 （2）、根据事件的因果关系，列出输入和输出对应的真 值表 （3）、按真值表写出逻辑表达式
（4）、将逻辑表达式化简或变换
（5）、根据化简或变换后的逻辑表达式，画出逻辑电路图
因果关系
输出变量 选手能否过 关
根据题意确定输入和输出变量 解：设A、B、C为输入变量， 同意用“1”表示，不同意用“0” 表示，F为输出变量，F=1表示过 关，F=0表示没有过关
形成性练习
1、设计一个检测信号灯工作状 态的逻辑电路。每一组信号灯由 红、黄、绿三盏灯组成。正常时， 只能一盏灯亮，否则电路出现故 障，要求逻辑电路发出故障信号， 以提醒维护人员前去修理
Ci
拓展练习
设计一个一位二进制全加器 能对两个1位二进制数进行相加并 考虑低位来的进位，即相当于3个1位 二进制数相加，求得和及进位的逻辑 电路称为全加器。
解：设Ai、Bi为加数， Ci-1为低位来
的进位，Si为本位的和， Ci为向高 位的进位。
（1）、列真值表
输入 Ai Bi 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1
情景
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。这个判 决能不能用逻辑关系来实现呢？
评
委
席
知识回顾
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 能的最佳逻辑电路。
器件的种类最少、 数量最少、连线最 少
组合逻辑电路的设计步骤
（1）、逻辑状态赋值 用逻辑电路实现某一电路的 逻辑功能时，需要分析该事件的因果关系，将“因” 作为逻辑电路的输入，“果”作为逻辑电路的输出， 并用1、0分别代表输入和输出的两种不同状态，称为 逻辑状态赋值 （2）、根据事件的因果关系，列出输入和输出对应的真 值表 （3）、按真值表写出逻辑表达式
（4）、将逻辑表达式化简或变换
（5）、根据化简或变换后的逻辑表达式，画出逻辑电路图
第三章组合逻辑电路ppt课件
图3.3.1 3位二进制普通编码器框图 《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路 表3-3-1 3位二进制普通编码器真值表
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
由于普通编码器在任何时刻 I0 ~ I7 当中仅有一个 取值为1，即只有真值表中所列的8种状态，而且它
的（ 28 8 ）种状态均为约束项。因此，由真值表
A
&
1
F2
C
B
&
C
图3.2.1 【例1】逻辑电路图
《数字电子技术》
3.2 组合逻辑电路的分析和设计方法
§3.2.2 组合逻辑电路的设计方法
所谓“设计”：即根据给出的实际逻辑问题，求出实 现这个逻辑功能的最简逻辑电路。
所谓“最简”：是指所用器件最少，器件种类最少， 而且器件之间的连线也最少。
一、设计步骤 （1）进行逻辑抽象
【例1】试用两片74LS148接成16线-4线优先编码器，
将－的优11先11权’最1低6个。146位个二低进A电0A制平1~5代输A码1入5 ，信其号中
编为‘0000
的A优0 先权最高，
接成的电路图如图3.3.4所示：
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
图3.3.4 用两片74LS148接成的16线－4线优先编码器逻辑图
I7
)
S
Y0 (I1I2 I4 I6 I3 I4 I6 I5 I6 I7 ) S
（由功能表第一行体现）。
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
（2）YS 为选通输出端，其表达式为：
YS I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 S
此式表明：只有当所有的编码输入端均为高 电平（即没有编码输入），且S=1（ S 0 ）
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路 表3-3-1 3位二进制普通编码器真值表
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
由于普通编码器在任何时刻 I0 ~ I7 当中仅有一个 取值为1，即只有真值表中所列的8种状态，而且它
的（ 28 8 ）种状态均为约束项。因此，由真值表
A
&
1
F2
C
B
&
C
图3.2.1 【例1】逻辑电路图
《数字电子技术》
3.2 组合逻辑电路的分析和设计方法
§3.2.2 组合逻辑电路的设计方法
所谓“设计”：即根据给出的实际逻辑问题，求出实 现这个逻辑功能的最简逻辑电路。
所谓“最简”：是指所用器件最少，器件种类最少， 而且器件之间的连线也最少。
一、设计步骤 （1）进行逻辑抽象
【例1】试用两片74LS148接成16线-4线优先编码器，
将－的优11先11权’最1低6个。146位个二低进A电0A制平1~5代输A码1入5 ，信其号中
编为‘0000
的A优0 先权最高，
接成的电路图如图3.3.4所示：
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
图3.3.4 用两片74LS148接成的16线－4线优先编码器逻辑图
I7
)
S
Y0 (I1I2 I4 I6 I3 I4 I6 I5 I6 I7 ) S
（由功能表第一行体现）。
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
（2）YS 为选通输出端，其表达式为：
YS I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 S
此式表明：只有当所有的编码输入端均为高 电平（即没有编码输入），且S=1（ S 0 ）
组合逻辑电路分析与设计(1)幻灯片PPT
29
4. 功耗特性
集成电路的功耗和集成度密切相关。功耗大的器件 集成度不能很高，否则，器件因无法散热而容易烧 毁。 静态功耗：电路的输出状态不变时的功率损耗。 动态功耗：电路状态变化时产生的功耗。 低速电路的功耗以静态功耗为主； 高速电路的功耗以动态功耗为主。
35
平均传输延迟时间是反映门电路工作速度的一个重要参数。
组合逻辑电路分析与设计(1)幻 灯片PPT
本PPT课件仅供大家学习使用 请学习完及时删除处理 谢谢！
主要内容
1. 集成逻辑门 2. 常用MSI组合逻辑模块 3. 组合型可编程逻辑器件 4. 组合逻辑电路分析 5. 组合逻辑电路设计 6. 组合逻辑电路的VHDL描述 7. 组合逻辑电路中的险象
2
逻辑电路的分类：
TTL电路形式发展较早，工艺比较成熟。ECL 电路速度快，但功耗大。I2L电路速度较慢， 但集成密度高。
另一类为单极型MOS集成电路
包括NMOS、 PMOS和CMOS等。
常用的是TTL和CMOS集成电路。
10
逻辑系列： 是一些集成电路芯片的集合。 同一系列的芯片具有类似的输入、输出及内部电 路特征，但逻辑功能不同。 同一系列的芯片可以项目连接实现各种逻辑功能。
54
基本逻辑电路设计实例： 基本逻辑门
设计3人投票，少数服从多数的电路。
55
22
（4）TTL集成门电路使用注意事项
(a) 电源电压应满足在标准值5V+10%的范围内。 (b) TTL电路的输出端所接负载，不能超过规定的扇出 系数。 (c) 多余输入端的处理。
24
集成电路的封装类型：
集成电路封装形式取决于它们装配在印制电路板上的方式， 通常分为两大类：
插孔装配：如DIP双列直插式
4. 功耗特性
集成电路的功耗和集成度密切相关。功耗大的器件 集成度不能很高，否则，器件因无法散热而容易烧 毁。 静态功耗：电路的输出状态不变时的功率损耗。 动态功耗：电路状态变化时产生的功耗。 低速电路的功耗以静态功耗为主； 高速电路的功耗以动态功耗为主。
35
平均传输延迟时间是反映门电路工作速度的一个重要参数。
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主要内容
1. 集成逻辑门 2. 常用MSI组合逻辑模块 3. 组合型可编程逻辑器件 4. 组合逻辑电路分析 5. 组合逻辑电路设计 6. 组合逻辑电路的VHDL描述 7. 组合逻辑电路中的险象
2
逻辑电路的分类：
TTL电路形式发展较早，工艺比较成熟。ECL 电路速度快，但功耗大。I2L电路速度较慢， 但集成密度高。
另一类为单极型MOS集成电路
包括NMOS、 PMOS和CMOS等。
常用的是TTL和CMOS集成电路。
10
逻辑系列： 是一些集成电路芯片的集合。 同一系列的芯片具有类似的输入、输出及内部电 路特征，但逻辑功能不同。 同一系列的芯片可以项目连接实现各种逻辑功能。
54
基本逻辑电路设计实例： 基本逻辑门
设计3人投票，少数服从多数的电路。
55
22
（4）TTL集成门电路使用注意事项
(a) 电源电压应满足在标准值5V+10%的范围内。 (b) TTL电路的输出端所接负载，不能超过规定的扇出 系数。 (c) 多余输入端的处理。
24
集成电路的封装类型：
集成电路封装形式取决于它们装配在印制电路板上的方式， 通常分为两大类：
插孔装配：如DIP双列直插式
组合逻辑电路的设计PPT课件
定义逻辑状态的含义；
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。
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。
数字电子技术基础组合逻辑电路ppt课件
通常数据分配器有一根输入线，n根地址控制线，2n根数据输出线，因此根据输出线的个数也称为2n路数据分配器
用74LS138译码器实现的数据分配器
译码器的三个输入端A2 、A1 、A0作为选择通道用的地址信号输入，八个输出端作为数据输出通道，三个控制端接法如下：
74HC4511引脚图
74HC4511是常用的CMOS七段显示译码器， A3、A2、 A1、A0为输入端，输入8421BCD码，a～g为七段输出，输出高电平有效，可用来驱动共阴极LED数码管。
为测试输入端，低电平有效，当
时a～g输出全为1，用于检查译码器和LED
数码管是否能正常工作。
数据时，可强制将不需要显示的位消去。如四位数码管，某时刻只需显示最低的两位数据，则可以让最高两位数据的
例2
用74LS138实现逻辑函数
。
解：
将函数表达式写成最小项之和
将输入变量A、B、C分别接入输入端，注意高位和低位的接法，使能端接有效电平，由于74LS138输出为反码输出，需要再将F变换一下：
逻辑电路图
注意：使用中规模集成译码器实现逻辑函数时，译码器的输入端个数要和逻辑函数变量的个数相同，并且需要将逻辑函数化成最小项表达式。
3.2.2 组合逻辑电路的设计方法
根据给定的逻辑功能要求，设计出能实现这 个功能要求的逻辑电路。
实现的电路要最简，即所用器件品种最少、数量最少、连线最少。
要求：
（1）根据设计要求确定输入输出变量并逻辑赋 写出真值表。
（2）由真值表写出逻辑函数表达式并化简或转换。
（3）选用合适的器件画出逻辑图。
2．二-十进制译码器
常用的有8421BCD码集成译码器74HC42，
第3单元组合逻辑电路的分析与设计PPT课件
本单元学习指导
➢ 各种组合逻辑电路在功能上千差万别，但其分 析方法和设计方法都是共同的。掌握了一般的分析方 法，可得知任何给定电路逻辑功能；掌握基本的设计 方法，就可据已知的实际要求设计获得相应的逻辑电 路。
21
实验三 组合逻辑电路设计之 密码锁、8线-3线编码器
一．实验目的
➢1．掌握组合逻辑电路的设计方法。 ➢2．用实验验证设计电路的逻辑功能。 ➢3．掌握编码的概述，为后继内容做准备。
设三人的意见为变量A、B、C，表决结果 为函数L。对变量及函数进行如下状态赋值： 对于变量A、B、C，设同意为逻辑“1”； 不同意为逻辑“0”。对于函数L，设事情
通过为逻辑“1”；没通过为逻辑“0”。
真值表
14
（2）由真值表写出逻辑表达式：
LA B CAB CAC BABC
（3）化简.
LABC ABCAC BABC A(B CC)BC (AA)A(CBB) AB BC AC
15
（4）画出逻辑图 .
如果要求用与非门实现该逻辑电路，就应将表达式转换成与非—与 非表达式： LA B B C A C ABC AC
画出逻辑图如图所示。
16
（2）列逻辑真值表。由于每一时刻只有一个 输入端，所以输入组合只有8组，而不用列28 次输出组合。
17
2．组合逻辑电路设计举例
例3.16 ： 设计一个8输入3输出的二进制编码电 路，即8-3线编码器。要求，每一时刻只有一 个输入键接通高电平，即为“1”，当不同的输 入键为“1”时，会有一个对应二进制码输出。
（4）简述其逻辑功能。
A、B表示两个1位 二进制的加数，S 是它们相加的本位 和，C是向高位的 进位。这种电路可 用于实现两个1位 二进制数的相加， 它是运算器中的基 本单元电路，称为 半加器。
组合逻辑电路介绍课件
高设计效率
数字电子技术的发展趋势
集成化：芯片集成度越来越高，功 能越来越强大
智能化：人工智能、机器学习等技术 的应用，使数字电子技术更加智能化
网络化：物联网、5G等网络技术的 发展，使数字电子技术更加网络化
绿色化：节能、环保、低功耗等技术 的发展，使数字电子技术更加绿色化
组合逻辑电路的未来应用
集成电路的 发展：随着 集成电路技 术的进步， 组合逻辑电 路的应用将 更加广泛。
1 的组合逻辑电路， 用于实现两个二进 制数相加的操作。
2 加法器的输入是两 个二进制数，输出 是相加的结果。
加法器可以分为半加 器和全加器，半加器
3 只能实现两个一位二 进制数相加，全加器 可以实现两个多位二 进制数相加。
4 加法器在计算机、 电子设备等领域有 着广泛的应用。
编码器
编码器是一种将输入信号转换 01 为二进制代码的组合逻辑电路。
功能实现：通过组 合逻辑电路可以实 现各种逻辑功能
电路类型：包括组 合逻辑电路和时序 逻辑电路，组合逻 辑电路只处理当前 输入信号，不涉及 时序问题。
组合逻辑电路的应用
数字电路：用于 实现各种数字逻 辑功能，如加法 器、乘法器等。
计算机：用于实 现计算机的算术
逻辑单元 （ALU）、控制
器等。
通信系统：用于 实现信号的编码、 解码、调制、解
物联网技术 的应用：组 合逻辑电路 将在物联网 设备中发挥 重要作用， 实现设备的 智能化和网 络化。
人工智能技 术的应用： 组合逻辑电 路将在人工 智能领域发 挥重要作用， 实现机器的 智能化和自 主化。
生物技术的 应用：组合 逻辑电路将 在生物技术 领域发挥重 要作用，实 现生物技术 的智能化和 自动化。
数字电子技术的发展趋势
集成化：芯片集成度越来越高，功 能越来越强大
智能化：人工智能、机器学习等技术 的应用，使数字电子技术更加智能化
网络化：物联网、5G等网络技术的 发展，使数字电子技术更加网络化
绿色化：节能、环保、低功耗等技术 的发展，使数字电子技术更加绿色化
组合逻辑电路的未来应用
集成电路的 发展：随着 集成电路技 术的进步， 组合逻辑电 路的应用将 更加广泛。
1 的组合逻辑电路， 用于实现两个二进 制数相加的操作。
2 加法器的输入是两 个二进制数，输出 是相加的结果。
加法器可以分为半加 器和全加器，半加器
3 只能实现两个一位二 进制数相加，全加器 可以实现两个多位二 进制数相加。
4 加法器在计算机、 电子设备等领域有 着广泛的应用。
编码器
编码器是一种将输入信号转换 01 为二进制代码的组合逻辑电路。
功能实现：通过组 合逻辑电路可以实 现各种逻辑功能
电路类型：包括组 合逻辑电路和时序 逻辑电路，组合逻 辑电路只处理当前 输入信号，不涉及 时序问题。
组合逻辑电路的应用
数字电路：用于 实现各种数字逻 辑功能，如加法 器、乘法器等。
计算机：用于实 现计算机的算术
逻辑单元 （ALU）、控制
器等。
通信系统：用于 实现信号的编码、 解码、调制、解
物联网技术 的应用：组 合逻辑电路 将在物联网 设备中发挥 重要作用， 实现设备的 智能化和网 络化。
人工智能技 术的应用： 组合逻辑电 路将在人工 智能领域发 挥重要作用， 实现机器的 智能化和自 主化。
生物技术的 应用：组合 逻辑电路将 在生物技术 领域发挥重 要作用，实 现生物技术 的智能化和 自动化。
组合逻辑电路的设计说课课件
（四）、总结组合逻辑电路设计的步骤
引导学生回顾问题解决的过程。让学生归纳出组合逻辑电 路设计的思路。 设计步骤： 第一步：根据实际问题的逻辑关系，列出相应的真值表 第二步：由真值表写出逻辑函数表达式
第三步：化简逻辑函数表达式
第四步：根据化简得到的最简表达式画出逻辑电路图
（五）、推广应用
在前一道例题的基础上，把功能要求加以限制，引导学 生运用已学的知识解决新问题。 课堂练习： 在举重比赛中，有A、B、C三名裁判，当两名以上裁 判（必须包括A在内）认为运动员上举杠铃成功，按动面 前的按钮时，表明“成功”的等才亮。试设计该电路。
（二）、概念的学习
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 逻辑电路。 最简：指设计的电路中器件的种类最少，数量最少及电 路的连接线最少。 通过对概念中最简的理解，让学生了解逻辑电路的设计 原则，明确生活中设计的实际意义
（三）、解决实际问题
以学生喜爱的话题来创设问题情境，来增加课堂的趣味性 和提高学生的积极主动性，从而吸引学生的注意力去解决问题。 例题：在举重比赛中，有A、B、C三名裁判，以少数服从多数的原 则判定运动员举杠铃是否成功。假设我们是电子设计师，帮他们设 计一个逻辑电路来体现裁判判定和选手是否过关之间的逻辑关系。
从教材的编排上，本节课是承上启下的一节。既是对已 学数字电路基础知识的复习；又是为后面学习编码器、 译码器等电路打下基础 从内容上，本节讲述的是组合逻辑电路的设计方法， 重点通过对裁决电路的分析和设计来引导学生利用所 学知识去解决生活中实际问题。
学生分析
2011级电子1班学生:共42人
优点：已掌握逻辑门电路基础知识和逻辑电路的分析方法；而 且思维比较活跃，喜欢动手操作；对喜闻乐见的事例感兴趣
第四章组合逻辑电路的分析与设计PPT课件
≥1
Ci
Ai Bi
∑
Si
Ci-1
CI
CO
Ci
=1
Si
14
二、多位数加法器
4位串行进位加法器
C3 S3
S2
S1
S0
Ci Si ∑
Ai Bi Ci-1
Ci Si ∑
Ai Bi Ci-1
Ci Si ∑
Ai Bi Ci-1
Ci Si ∑
Ai Bi Ci-1
A3 B3 C2
A2 B2 C1
A1 B1 C0
A0 B0 C-1
2n≥N
16
二．优先编码器——允许同时输入两个以上信号，并按优先级输出。 集成优先编码器举例——74148（8线-3线）
注意：该电路为反码输出。EI为使能输入端(低电平有效)，EO为使能 输出端(高电平有效) ，GS为优先编码工作标志(低电平有效)。
17
EO
GS
A0
A1
A2
≥1
≥1
≥1
≥1
&
&
&
C i A iB iC i 1 A iB iC i 1 A iB iC i 1 A iB iC i 1
A iB i(A i B i)C i- 1
13
S i Ai Bi Ci1
C i A iB i(A i B i)C i -1
根据逻辑表达式画出全加器的逻辑电路图：
Ai Bi
Ci -1
&
=1
串行进位加法器，电路简单，但运算速度慢。 为此产生了超前进位加法器，详见P109。
15
4.3.2 编码器
一.编码器的基本概念及工作原理 编码——将特定的逻辑信号编为一组二进制代码。 能够实现编码功能的逻辑部件称为编码器。 一般而言，N个不同的信号，至少需要n位二 进制数编码。 N和n之间满足下列关系:
组合逻辑电路的设计要求学版PPT课件
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）。
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情景 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。这个判 决能不能用逻辑关系来实现呢？
评委席
知识回顾
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 能的最佳逻辑电路。
器件的种类最少、 数量最少、连线最 少
组合逻辑电路的设计步骤
（1）、逻辑状态赋值 用逻辑电路实现某一电路的逻 辑功能时，需要分析该事件的因果关系，将“因”作 为逻辑电路的输入，“果”作为逻辑电路的输出，并 用1、0分别代表输入和输出的两种不同状态，称为逻 辑状态赋值 （2）、根据事件的因果关系，列出输入和输出对应的真 值表
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
（3）、按真值表写出逻辑表达式
（4）、将逻辑表达式化简或变换
（5）、根据化简或变换后的逻辑表达式，画出逻辑电路图
例一、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。这个判 决能不能用逻辑关系来实现呢？
评委席
任务分析
两个或两个以上评委同意则该选手顺 利过关，若一位或没有评委同意则该 选手将不能过关
2、设计一个含三台设备工作的故障显示 器。要求如下：都正常工作时，绿灯亮； 仅一台设备发生故障时，黄灯亮；两台或 两台以上设备同时发生故障时，红灯亮。
解：设输入变量为A、B、C， “1”表 示设备出现故障，“0”表示无故障 ；设 输出变量为F1、F2、F3,分别表示绿灯、 黄灯、红灯。令灯亮用“1”表示，灯不 亮用“0”表示
例二：设计一个一位二进制半加器
能对两个1位二进制数进行相加而 得和及进位的逻辑电路称为半加器。
解：设Ai，Bi为加数，Si为本位上的 和，Ci为向高位的进位
（1）、列真值表
输入
输出
Ai Bi Si
Ci
00
01
10 11
（2）、列表达式
（3）、画电路图
Ai
=1
Si
Bi
&
Ci
Si Ai Bi Ai Bi Ai Bi Ci Ai Bi
输入变量 三位评委的评委判定
因果关系
输出变量
选手能否过 关
根据题意确定输入和输出变量
解：设A、B、C为输入变量， 同意用“1”表示，不同意用“0” 表示，F为输出变量，F=1表示过 关，F=0表示没有过关
形成性练习 1、设计一个检测信号灯工作状 态的逻辑电路。每一组信号灯由 红、黄、绿三盏灯组成。正常时， 只能一盏灯亮，否则电路出现故 障，要求逻辑电路发出故障信号， 以提醒维护人员前去修理
Ci Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai Bi ( Ai Bi Ai Bi )Ci1 Ai B ( Ai Bi )Ci1 Ai Bi
（3）、画电路图
Ai
=1
Bi
Ci-1
=1
Si
&
Ci ≥1 &
小结：组合逻辑电路的设计步骤
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
010 011
10 01
1 0 0 10
101 110
01 01
1 1 1 11
（2）、列表达式
Si Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai (BiCi1 BiCi1) Ai (BiCi1 BiCi1) Ai (Bi Ci1) Ai (Bi Ci1) Ai Bi Ci1
拓展练习
设计一个一位二进制全加器
能对两个1位二进制数进行相加并 考虑低位来的进位，即相当于3个1位 二进制数相加，求得和及进位的逻辑 电路称为全加器。
解：设Ai、Bi为加数， Ci-1为低位来
的进位，Si为本位的和， Ci为向高 位的进位。
（1Ci 0 0 0 00 0 0 1 10
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。这个判 决能不能用逻辑关系来实现呢？
评委席
知识回顾
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 能的最佳逻辑电路。
器件的种类最少、 数量最少、连线最 少
组合逻辑电路的设计步骤
（1）、逻辑状态赋值 用逻辑电路实现某一电路的逻 辑功能时，需要分析该事件的因果关系，将“因”作 为逻辑电路的输入，“果”作为逻辑电路的输出，并 用1、0分别代表输入和输出的两种不同状态，称为逻 辑状态赋值 （2）、根据事件的因果关系，列出输入和输出对应的真 值表
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
（3）、按真值表写出逻辑表达式
（4）、将逻辑表达式化简或变换
（5）、根据化简或变换后的逻辑表达式，画出逻辑电路图
例一、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。这个判 决能不能用逻辑关系来实现呢？
评委席
任务分析
两个或两个以上评委同意则该选手顺 利过关，若一位或没有评委同意则该 选手将不能过关
2、设计一个含三台设备工作的故障显示 器。要求如下：都正常工作时，绿灯亮； 仅一台设备发生故障时，黄灯亮；两台或 两台以上设备同时发生故障时，红灯亮。
解：设输入变量为A、B、C， “1”表 示设备出现故障，“0”表示无故障 ；设 输出变量为F1、F2、F3,分别表示绿灯、 黄灯、红灯。令灯亮用“1”表示，灯不 亮用“0”表示
例二：设计一个一位二进制半加器
能对两个1位二进制数进行相加而 得和及进位的逻辑电路称为半加器。
解：设Ai，Bi为加数，Si为本位上的 和，Ci为向高位的进位
（1）、列真值表
输入
输出
Ai Bi Si
Ci
00
01
10 11
（2）、列表达式
（3）、画电路图
Ai
=1
Si
Bi
&
Ci
Si Ai Bi Ai Bi Ai Bi Ci Ai Bi
输入变量 三位评委的评委判定
因果关系
输出变量
选手能否过 关
根据题意确定输入和输出变量
解：设A、B、C为输入变量， 同意用“1”表示，不同意用“0” 表示，F为输出变量，F=1表示过 关，F=0表示没有过关
形成性练习 1、设计一个检测信号灯工作状 态的逻辑电路。每一组信号灯由 红、黄、绿三盏灯组成。正常时， 只能一盏灯亮，否则电路出现故 障，要求逻辑电路发出故障信号， 以提醒维护人员前去修理
Ci Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai Bi ( Ai Bi Ai Bi )Ci1 Ai B ( Ai Bi )Ci1 Ai Bi
（3）、画电路图
Ai
=1
Bi
Ci-1
=1
Si
&
Ci ≥1 &
小结：组合逻辑电路的设计步骤
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
010 011
10 01
1 0 0 10
101 110
01 01
1 1 1 11
（2）、列表达式
Si Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai (BiCi1 BiCi1) Ai (BiCi1 BiCi1) Ai (Bi Ci1) Ai (Bi Ci1) Ai Bi Ci1
拓展练习
设计一个一位二进制全加器
能对两个1位二进制数进行相加并 考虑低位来的进位，即相当于3个1位 二进制数相加，求得和及进位的逻辑 电路称为全加器。
解：设Ai、Bi为加数， Ci-1为低位来
的进位，Si为本位的和， Ci为向高 位的进位。
（1Ci 0 0 0 00 0 0 1 10