Chap3 组合逻辑电路的分析与设计

Chap3组合逻辑电路的分析与设计组合逻辑电路的定义:在任何时刻，输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合，而与先前状态无关的电路。组合逻揖电路A1A2AnL1L2Lm••••••Li=f(A1,A2,···,An)(i=1,2,···,m)组合逻辑电路特点:1)输出与输入之间无反馈延迟通路;2)电路中不含记忆单元。3.1组合逻辑电路分析目的:确定已知电路的逻辑功能分析步骤1)由逻辑图写出输出端的逻辑表达式;2)化简;3)列真值表;4)根据对真值表和逻辑表达式分析，确定逻辑功能。例.如图电路，分析其功能=1=1ACBLZ解答:BAZCBACBACZL)(1)逻辑表达式2)列真值表ABC0000000101010110111010011101101100011101BAZCZL3)分析三位二进制数的奇偶效验，奇数个1，输出为1。基于Protel99se的计算机仿真电路脉冲源参数设定Va参数设定Vc参数设定Vb参数设定电路仿真波形从中得:可通过波形波图表示逻揖关系观察红图中的现象，是否与预想一致?为什么?例.分析如图逻辑电路功能ABABAABBABAB解答1)写出逻辑表达式从输入到输出逐级写出.BABABAABBABAABBABASABC2)作真值表ABSC0000011010101101真值表3)功能分析半加器:S为和，C为进位电路仿真1)用于仿真的电路图2)仿真激励源设置Va参数设定Vb参数设定电路仿真波形3.2组合逻辑电路设计•组合逻辑电路设计与分析过程相反。•组合逻辑电路设计步骤1)根据电路对逻辑功能的要求，列真值表;2)化简(通常用卡诺图)，得出最简逻辑表达式;3)按要求变换表达式，从而画出逻辑图。例3.2.1.用与非门与反相器，设计一个3输入(I0、I1、I2)、3输出(L0、L1、L2)的信号排队电路。功能是:1)I0=1,则有L0=1,L1=L2=0;2)I0=0、I1=1,则有L0=L2=0,L1=1;3)I0=I1=0、I2=1,则有L0=L1=0,L2=1;4)输入均为0，则输出均为0。解答:1)根据题意列真值表输入输出I0I1I2L0L1L20000001xx10001x010001001真值表2)写出逻辑表式00IL101IIL2102IIIL3)根据要求变为与非形式00IL101IIL2102IIIL4)画逻辑图例3.4.2设计一个可逆的四位码变换器。在控制信号C=1时，将8421码转为格雷码;C=0时，将格雷码转为8421码。解答对应的组合逻辑电路可用如下框图表示当C=0，输入为8421码，输出为格雷码,gi当C=1，输入为格雷码，输出为8421码,bi1)根据要求列真值表输入输出(Yi=gi+bi)X3X2X1X0g3g2g1g0b3b2b1b0000000000000000100010001001000110011001100100010010001100111010101110110011001010100011101000101100011001111100111011110101011111100101111101101110010101000110110111001111010011011111110001010格雷码真值表2)分别画出C=1和C=0时的卡诺图33Xg2323232XXXXXXg1212121XXXXXXg0101010XXXXXXgC=1C=133Xb2323232XXXXXXb1231231231231231231231)(XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXb01230XXXXbC=0C=03)根据卡诺图写出逻辑表达式333333XXCCXbCCgY232323222)()(XXXXCXXCbCCgY)()()()()()(221122121212312111YCCXXXYCCXXYCXXCXXXCXXCbCCgY)(][)]}()([{)]([)()(110110121231012310012301000YCCXXYCCXXXXCXXXCCCXXXXXCCXXXXXXCXXCbCCgY4)根据逻辑表达式画逻辑图Protel99se的Pspice对电路仿真验证a)用于仿真的电路图b)激励源参数设定X0设定X1设定X2设定X3设定C设定c)仿真波形图仿真波形图(C=1)仿真波形图(C=0)3.3组合逻辑电路中的竞争冒险•竞争冒险的概念从信号的输入到稳定输出的过程中，不同通路上门的级数不同，或者门电路平均延迟时间的差异，使信号从输入经不同通路传输到输出级的时间不同。由此，可能会使逻辑电路产生错误输出。这种现象称为竞争冒险。产生竞争冒险的原因典型电路工作波形不该出现的干扰脉冲—冒险两个信号到达与门的时刻不同，称竞争电路中存在反相器产生的互补信号，且在互补的信号发生变化时可能出现冒险现象Protel99se的Pspice对电路仿真验证a)仿真电路b)仿真结果消除竞争冒险的方法1)发现并消掉互补变量2)增加乘积项3)输出端并联电容器目的是不出现AA目的是封锁窄脉冲传递到输出端用电容吸收输出端的窄脉冲本章到此结束作业:3.3.73.4.33.4.53.4.7ABCD00011110000111100001111001ABC