课题二十八组合逻辑电路的分析方法

课题二十八组合逻辑电路的分析方法教师授课教案课程名称：数字电子技术200年至200年第学期第次课班级：编制日期：200年月日教学单元（章节）：10－1组合逻辑电路的分析方法目的要求：1、理解组合逻辑电路的概念2、掌握组合逻辑电路的分析方法知识要点：组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的实际应用技能要点：掌握组合电路的分析方法和实际应用教学步骤：1、回顾已经学过的门电路、编码器、译码器等逻辑电路，引导学生总结这一类电路的特点，由此引入组合逻辑电路的概念教具及教学手段：课堂讲授与多媒体相结合举例分析提问与提示作业布置情况：课后习题10．4；10．5课后分析与小结：授课教师：授课日期：20年月日教学内容板书或旁注总结分析：门电路、编码器、译码器等逻辑电路的特点组合电路：任何时刻输出信号的稳态值，仅决定于该时刻各个输入信号的取值组合的电路。组合电路中，输入信号作用以前电路所处的状态，对输出信号没有影响。门电路和编/译码器电路，都属于组合电路组合电路逻辑功能表示方法有：逻辑函数表达式、真值表（或功能表）、逻辑图、卡诺图、波形图等5种。在小规模集成电路中，用逻辑函数表达式的居多；在中规模集成电路中，通常用真值表或功能表。例如描述集成编/译码器时就常用功能表。一、组合电路分析的一般方法所谓组合逻辑电路的分析方法，就是根据给定的逻辑电路图，确定其逻辑功能的步骤，即求出描述该电路的逻辑功能的函数表达式或者真值表的过程分析步骤为：（适用于比较简单的电路）（1）根据给定电路图，写出逻辑函数表达式；（2）简化逻辑函数或者列真值表；（3）根据最简逻辑函数或真值表，描述电路逻辑功能。二、分析实例1、例分析下图（a）和（b）所示电路。（a）（b）（c）解由上图（a）写出逻辑函数表达式，并进行化简得由此引入组合逻辑电路的概念根据逻辑功能的不同特点，常把数字电路分成组合逻辑电路（简称组合电路）和时序逻辑电路（简称时序电路）两大类比较复杂的电路或无法得到逻辑图的电路需要搭接实验电路测得输入输出变量间的关系得到真值表分析。该表达式的真值表见书本表10．1所示教学内容板书或旁注分析功能：真值表10．1表明：在图（a）所示电路中，当a、b、c、d中有奇数个1时，G为1；反之G为0。这显然是采用偶校验位产生电路。图(a）所示电路使用与非门太多，连线也多，既不经济也不可靠。图（c）所示电路，同样可以实现产生偶校验位的功能由图（b）可写出F的表达式⊙该式表明，在图（b）所示电路中，当收到a、b、c、d和G五位码元之后，若F为1，即判定码组a、b、c、d正确；若F为0，即判定码组发生错误，显然是偶校验检测2、例分析下图所示电路的逻辑功能。解由图可见该电路有3个输入信号A0、A1、A2，3个控制信号G1、、和8个输出信号、、、、、、、。（1）根据给定电路图写出输出信号的逻辑函数表达式如右和下：（2）根据上列表达式可以得到如书本表10．2所示的真值表。由上列表达式可见，当G1为0时，无论其他输入信号为什么利用前面总结出的组合电路分析方法，对例10．2中74LS138逻辑图、例10．3中多路选择器74LS151进行分析，加深对合电路分析方法的理解并能实际应用教学内容板书或旁注状态，~均为1，同理只要有一个为1时，~也都为1。为了列表方便，通常=+来表示和的某些状态逻辑功能：由真值表10．2可以看出，当G1为1，为0时，3位二进制输入信号A2A1A0的8种取值组合分别对应着~中的一个确定的输出信号。如当A2A1A0=000时，输出信号=0，而~均为1；当A2A1A0=111时，=0而~均为1。因此，该电路是一个3-8线二进制译码器，G1、是使能信号。3、例分析下图所示电路的逻辑功能解（1）根据给定电路图写出输出信号的逻辑函数表达式如下；该电路就是第4章讨论过的74LS138的内部电路多路选择器74LS151教学内容板书或旁注（2）根据该表达式可以得到如书本表10．3所示的真值表。（3）描述逻辑功能。由真值表10．3可以看出，当S=1时，封锁了全部数据通道，无论其他输入信号是什么，输出Z=0。可见S是选通端，对数据通行进行控制当S=0时，根据不同的地址码A2A1A0选通相应的通道，且仅选通一路。如A2A1A0=000时，输出Z=D0；A2A1A0=111时，输出Z=D7。因此该电路是一个多路选择器（也称为数据选择器）。实现的功能是从多个输入信号中选择一个信号输出，或者将并行输入转换为串行输出。该电路图实际上是8选1的中规模集成多路选择器74LS151的逻辑电路图。图（b）是它的逻辑符号，其中A2、A1、A0是地址输入端，而D7~D0是数据输入端。用多路器设计逻辑电路：若多路选择器的地址输入端数为N，则多路选择器能够实现有（N+1）个输入变量的任意逻辑函数。其中，N个变量作为地址输入，剩下的一个变量根据需要可以以原变量或反变量的形式接到相应的数据输入端。例如：用多路选择器实现下列逻辑函数：F是一个4变量函数，所以要用具有3个地址输入端的选择器，即用8选1的多路选择器实现。假设用74LS151在3个地址输入端A2、A1、A0分别输入A、B、C这3个变量。比较表达式（1）和此式可知根据以上分析，只要按上图（c）连接，便可实现逻辑函数F。（1）式多路选择器是一个十分有用的器件。用作多路开关、并行输入变串行输出或者与多路分配器配合完成多路信号的分时传输以外，通常还可以用来实现逻辑函数，即用多路器设计逻辑电路