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第11章组合逻辑电路1．组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的特点是，任何时刻的输出信号，仅决定于该时刻各个输入信号的取值，而与该时刻输入信号作用前电路原来的状态无关。从电路结构上看，组合电路基本上由逻辑门电路组成，不包含记亿元件，输出与输入之间没有反馈通道。2．组合逻辑电路的分析组合电路的分析一般是根据逻辑电路求出逻辑功能，即求出其真值表与逻辑函数表达式等。分析的目的在于求出逻辑功能或者验证给定的逻辑功能是否正确。分析步骤的一般步骤为(1)分别用符号对各级门电路的输出端进行标注。(2)逐级写出输出变量对输入变量的逻辑函数表达式，最后得到以输入变量表示的输出逻辑函数表达式。需要时用卡诺图或公式法化简逻辑函数表达式，使其成为最简形式。(3)将输入变量各种可能取值代入表达式中进行计算，求出对应的输出函数值，列出真值表。(4)根据真值表或逻辑函数表达式说明电路的逻辑功能。如有的逻辑功能难以用简练的语言描述，此时列出真值表即可。3．组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计就是根据逻辑功能的要求，设计出实现该功能的电路。设计出的电路不仅能正确实现给定逻辑功能，而且还要求尽可能地少用元器件。设计一般分四个步骤进行。(1)分析设计要求，确定输入变量和输出函数及它们之间的逻辑关系。(2)将输出函数与输入变量之间的逻辑关系列成真值表。(3)利用公式法或卡诺图法将逻辑函数化简成最简表达式。(4)根据函数最简表达式或适当变形后的函数表达式，画出逻辑图。逻辑电路设计比较灵活，可以不拘束于固定的模式，往往取决于设计者的经验和应用器件的能力，核心问题在于如何把文字描述的设计要求抽象为一个逻辑问题。4．常用的组合逻辑电路(1)编码器编码器就是实现编码操作的电路。按照被编码信号的不同特点和要求，有二进制编码器、二-十进制编码器、优先编码器等。(2)译码器把代码的特定含意翻译出来的过程叫做译码，实现译码操作的电路称为译码器。或者说，译码器可以将输入代码的状态翻译成相应的输出信号，以表示其原意。译码器是多输入、多输出的组合逻辑电路。常用的译码电路有二进制译码器、二-十进制译码器和显示译码器等。(3)数据选择器能够实现从多路数据中选择一路进行传输的电路叫做数据选择器，亦称多路开关、多路选择器。数据选择器为多输入、单输出形式。目前常用的数据选择器，有2选1、４选1、8选1和16选1等多种类型。(4)数据分配器能够完成将一路信号由多路输出的电路称为数据分配器，亦称多路分配器，其逻辑功能正好与数据选择器相反。(5)加法器只考虑本位两个一位二进制数相加，不考虑低位来的进位的加法，称为半加。完成半加功能的电路为半加器，简称HＡ。在多位二进制数的加法运算中，除最低位外，其余各位都要考虑相邻低位来的进位，这种运算称为全加。即本位两个二进制数和来自相邻低位的进位数三个数相加。实现全加运算的数字电路称为全加器，简称FA。5．竞争与冒险在组合逻辑电路中，若某个输入变量通过两条或两条以上的路径到达输出端，由于经过每条路径的延迟时间不同，到达终点的时间就有先有后，这种现象称为竞争。这种通过多路径的变量称为具有竞争能力的变量。竞争的结果，可能导致暂时或永久的错误输出，即导致冒险的发生。冒险是指数字电路中某个瞬间出现了非预期信号的现象，即出现了违背真值表所规定的逻辑电平的现象。判断电路是否存在冒险以及消除冒险通采用以下几种方法。（1)封锁脉冲法为了消除因竞争冒险所产生的干扰脉冲，可以引入一个负脉冲，在输入信号发生竞争的时间内，把可能产生干扰脉冲的门封住。（2)选通脉冲法在电路中引进一个选通脉冲，控制输出端不再会有干扰脉冲出现。（3)滤除法因为竞争冒险所产生的干扰脉冲一般很窄，所以可以采用在输出端并接小滤波电容来予以滤除。（4)修改逻辑设计法采取冗余技术提高电路的可靠性，常用的方法有代数法和卡诺图法。1