数字电子技术.

110.1概述下页总目录第十章组合逻辑电路10.2组合逻辑电路的分析与设计10.3编码器10.4译码器10.5加法器2一、组合逻辑电路的特点数字电路根据逻辑功能组合逻辑电路时序逻辑电路功能特点：任意时刻的输出仅取决于该时刻的输入，与原状态无关。任何时刻，S和CO的取值只与A、B和CI的取值有关，与电路过去的工作状态无关。输入变量输出变量举例：ABCISCO10.1概述3下页返回上页1X1P)(XFP对于任何一个多输入、多输出的组合逻辑电路，都可以用下面框图表示。输出与输入之间的逻辑关系可表示为:或写成向量的形式:输入变量输出变量组合逻辑电路2XnX2PmP组合逻辑电路的框图……),,,(),,,(),,,(n21mmn2122n2111XXXfPXXXfPXXXfP结构上特点：不含记忆（存储）元件10.2组合电路的分析和设计10.2.1组合电路的分析方法一、分析方法逻辑图逻辑表达式化简真值表说明功能给定逻辑电路图通过分析找出电路的逻辑功能5逻辑电路图逻辑函数式11最简表达式化简2ABY1BCY2CAY32ACBCABY从输入到输出逐级写出ACBCABYYYY321组合逻辑电路的分析方法给定逻辑电路图,通过分析找出电路的逻辑功能ABCYY1Y2Y3二、分析步骤举例：例如：6ABCY00000101001110010111011100010111最简表达式3真值表ACBCABY4电路的逻辑功能当输入A、B、C中有2个或3个为1时，输出Y为1，否则输出Y为0。所以这个电路实际上可用于3人表决电路：只要有2票或3票同意，表决就通过。437归纳：分析已知逻辑电路功能的步骤写出函数表达式化简函数真值表描述电路功能2逻辑电路图134下页返回上页任何时刻，S、CO的取值只与A、B和CI取值有关，与电路过去的工作状态无关。分析下图电路的逻辑功能，指出其用途。ABCISCO例：三个输入变量A、B、CI两个输出变量S、CO下页返回上页ABCIBACOCIBAS)()(BACBA①列写输出变量函数表达式CI)BA(解：ABCISCOABABCIBA)(②写出函数最简表达式③列出逻辑真值表A00001111B00110011CI01010101S01101001CO00010111下页返回上页④电路的逻辑功能A00001111B00110011CI01010101S01101001CO00010111由真值表可知，该电路为带有低位进位的加法器。ABCISCOA:被加数B:加数CI:低位进位位S：和CO：向高位的进位10.2.2组合电路的基本设计方法一、设计方法逻辑抽象列真值表写表达式化简或变换画逻辑图逻辑抽象：①根据因果关系确定输入、输出变量②状态赋值—用0和1表示信号的不同状态③根据功能要求列出真值表根据所用元器件(分立元件或集成芯片)的情况将函数式进行化简或变换。化简或变换：①设定变量：二、设计举例[例1]设计一个表决电路，要求输出信号的电平与三个输入信号中的多数电平一致。[解]输入A、B、C，输出Y②状态赋值：A、B、C=0表示输入信号为低电平Y=0表示输入信号中多数为低电平(1)逻辑抽象A、B、C=1表示输入信号为高电平Y=1表示输入信号中多数为高电平[解]③列真值表(2)写输出表达式并化简ABCCABCBABCAYCABCBABCABACBC最简与或式最简与非-与非式ABACBCYABACBCABCY00000101001110010111011100010111二、设计举例[例1]设计一个表决电路，要求输出信号的电平与三个输入信号中的多数电平一致。14下页返回上页ABCY逻辑图之一ACBCABY(3)画逻辑图—用与或门实现ABBCAC15下页返回上页__用与-非门实现ABCY逻辑图之二ABACBCY(3)画逻辑图ABBCAC16下页返回上页[例2]设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。正常情况下，红、黄、绿灯只有一个亮，否则视为故障状态，发出报警信号，提醒有关人员修理。正常工作状态交通信号灯的正常工作状态和故障状态RYGRYGRYG故障状态RYGRYGRYGRYGRYG红黄绿17下页返回上页解：1.进行逻辑抽象。如果信号灯出现故障，Z为1RYGZ输入变量：1--亮0--灭输出变量：R（红）Y（黄）G（绿）Z（有无故障）0--无1--有18下页返回上页例.2的逻辑真值表R00001111Y00110011G01010101Z根据题意可列出真值表2.逻辑函数式11111000GARAGRGARGRARAGAYGGRYGYRYGRGYRZRYGGRYGYRYGRGYRZ19下页返回上页3.选定器件类型为小规模集成门电路。4.化简逻辑函数。转换为与非-与非式RARGAGGARRARGAGGARZRARGAGGAR(2)卡诺图化简RYG010001111011111YGRGRYGYRZ(1)公式化简20下页返回上页5.画出逻辑电路图。RAGZ例2的逻辑图之一RARGAGGARZ21下页返回上页用与-非门和反相器实现RAGZ例.2的逻辑图之二RARGAGGARZ22下页返回上页习题[10.6]医院优先照顾重患者的呼唤电路，医院有1，2，3，4四间病室，患者按病情由重至轻依次住进1~4号病室，每室分别装有A、B、C、D四个呼唤按钮，按下为1，值班室里对应的四个灯为L1、L2、L3、L4，灯亮为1，呼唤按钮优先级别由高到低依次为A、B、C、D，设计实现上述功能的逻辑电路。23下页返回上页1.按要求列逻辑状态表。有四个输入变量A、B、C、D。四个输出变量L1、L2、L3、L4。ABCDL1L2L3L4×××1××01×001000124下页返回上页1000L40100L30010L20001L1ABCD×××1××01×0010001AL12.逻辑函数式11111111000000000001111000011110CDABL1ABAL2CBAL3DCBAL425返回AL13.画逻辑图1L2L3L4LABCD下页上页BAL2CBAL3DCBAL426步骤：根据要求设计出实际逻辑电路确定输入、输出列出真值表写出表达式并简化画逻辑电路图形式变换根据设计所用芯片要求27作业P21910.1、10.2、10.3