数电07(组合逻辑电路的分析与设计)

4组合逻辑电路4.1组合逻辑电路的分析4.2组合逻辑电路的设计4.3组合逻辑电路中的竞争和冒险4.4常用组合逻辑集成电路4.5组合可编程电路4.6用VerilogHDL描述组合逻辑电路一、数字电路的分类1、组合逻辑电路：2、时序逻辑电路：电路任意时刻的输出信号只取决于该时刻输入信号的组合，而与信号作用前电路原来的状态无关。（简称组合电路）电路任意时刻的输出信号不仅取决于该时刻的输入信号，而且与电路原来的状态有关。（简称时序电路）无记忆功能有记忆功能二、组合逻辑电路方框图n个输入逻辑式：Li=fi(A1,A2‥‥An)i=1,2,3…m特点：1、不含反馈或延迟电路2、不含记忆元件三、基本组合逻辑电路代码转换器、编码器、译码器、数字比较器、数据选择器、数据分配器、奇偶校验器、算术运算电路组合逻辑A1A2AnL1L2Lm······m个输出二.组合逻辑电路的分析步骤：4.1组合逻辑电路分析1、逐级写出各输出端的逻辑表达式；2、化简和变换逻辑表达式；3、列出真值表；4、根据真值表或逻辑表达式，分析其功能。已知：逻辑电路，待求：逻辑功能。一.组合逻辑电路分析注意：并非每个步骤都是必须的，有时可以省略！三、组合逻辑电路的分析举例例1分析如图所示逻辑电路的功能。=1=1LBCAZLZC1.根据逻辑图写出输出函数的逻辑表达式2.列写真值表。)(CBAL10010110111011101001110010100000CBABAZ001111003.确定逻辑功能：解：()ABCABC输入变量的取值中有奇数个1时，L为1，否则L为0,电路具有奇校验功能。如要实现偶校验，电路应做何改变？BA1CYXZ11&&&&&&例2试分析下图所示组合逻辑电路的逻辑功能。解：1、根据逻辑电路写出各输出端的逻辑表达式，并进行化简和变换。X=ABABAYCACAZ2、列写真值表BABACACAX=A真值表111011101001110010100000ZYXCBA000011110011110001011010BABAYCACAZ这个电路逻辑功能是对输入的二进制码求反码。最高位为符号位，0表示正数，1表示负数，正数的反码与原码相同；负数的数值部分是在原码的基础上逐位求反。3、确定电路逻辑功能真值表111011101001110010100000ZYXCBA000011110011110001011010例3:分析下图逻辑电路的功能。&1&1&ABFABABABF=ABAB=AB+AB真值表ABF001010100111功能:当A、B取值相同时，输出为1——同或电路。AB=F试分析图示电路的逻辑功能该电路称为表决电路。（1）逻辑表达式（2）真值表ACBCABACBCABF（3）分析描述逻辑功能多数输入变量为1，输出F为1；多数输入变量为0，输出F为0。ABCF00000010010001111000101111011111真值表例4：ABBCAC试分析图示电路的逻辑功能。01012123233BBGBBGBBGBG①表达式例5：异或门电路自然二进制码格雷码B3B2B1B0G3G2G1G000000000000100010010001100110010010001100101011101100101011101001000110010011101101011111011111011001010110110111110100111111000②真值表01012123233BBGBBGBBGBG③分析逻辑功能①表达式※此为自然二进制码转换为格雷码的代码转换电路注意：利用此式时，对码位序号大于（n-1）的位应按0处理，例如:本例码位的最大序号i=3，故B4应为0，才能得到正确的结果。推广到一般，将n位自然二进制码转换成n位格雷码：Gi=Bi⊕Bi+1（i=0、1、2、…、n-1）01012123233BBGBBGBBGBG4位自然二进制码4位格雷码自然二进制码的本位与高位的异或！1、逻辑抽象：根据实际逻辑问题的因果关系确定输入、输出变量，并定义逻辑状态的含义；2、根据逻辑描述列出真值表；3、由真值表写出逻辑表达式;5、画出逻辑图。4、根据器件的类型,简化和变换逻辑表达式二、组合逻辑电路的设计步骤一、组合逻辑电路的设计：根据实际逻辑问题，求出所要求逻辑功能的最简单逻辑电路。4.2组合逻辑电路的设计例1某火车站有特快、直快和慢车三种类型的客运列车进出，试用两输入与非门和反相器设计一个指示列车等待进站的逻辑电路，3个指示灯一、二、三号分别对应特快、直快和慢车。列车的优先级别依次为特快、直快和慢车，要求当特快列车请求进站时，无论其它两种列车是否请求进站，一号灯亮。当特快没有请求，直快请求进站时，无论慢车是否请求，二号灯亮。当特快和直快均没有请求，而慢车有请求时，三号灯亮。解：1、逻辑抽象。输入信号:I0、I1、I2分别为特快、直快和慢车的进站请求信号且有进站请求时为1，没有请求时为0。输出信号:L0、L1、L2分别为3个指示灯的状态，且灯亮为1，灯灭为0。输入输出I0I1I2L0L1L20000001××10001×010001001根据题意列出真值表(2)写出各输出逻辑表达式。101IIL2102IIILL0=I0输入输出I0I1I2L0L1L20000001××10001×010001001真值表2、根据真值表写出各输出逻辑表达式。101IIL2102IIILL0=I000IL101IIL2102IIIL3、根据要求将上式变换为与非形式I0L0L1I1I2L2&111&&114、根据输出逻辑表达式画出逻辑图。00IL101IIL2102IIIL例2试设计一个码转换电路，将4位格雷码转换为自然二进制码。可以采用任何逻辑门电路来实现。解：(1)明确逻辑功能，列出真值表。设输入变量为G3、G2、G1、G0为格雷码，当输入格雷码按照从0到15递增排序时，可列出逻辑电路真值表输出变量B3、B2、B1和B0为自然二进制码。0111010001100101010101110100011000110010001000110001000100000000B3B2B1B0G3G2G1G0输出输入1111100011101001110110111100101010111110101011111001110110001100B3B2B1B0G3G2G1G0输出输入逻辑电路真值表0000000011111111B3G0G2G3G10000111100001111B2G0G2G3G1(2)画出各输出函数的卡诺图，并化简和变换。33GB2B2G3G2G3G2G3G1B1G2G3G1G2G3G1G2G3G1G(2G3G)2G3G1G2G3G)2G3G1G3G2G1G0B3G2G1G0G0011110000111100B1B0G2G3G10101101001011010B0G0G2G3G1(3)根据逻辑表达式，画出逻辑图=1B0B1B2B3G0G1G2G3=1=1作业P1934.1.54.2.1其它题目自己做并对答案。作业根据大学号分单双号交，每周一次，上课前交。