第十章

組合邏輯電路

及應(yīng)用《電工電子技術(shù)基礎(chǔ)》組合邏輯電路及應(yīng)用小規(guī)模組合邏輯電路分析與設(shè)計常用組合邏輯功能器件組合邏輯電路及應(yīng)用根據(jù)電路的工作方式和功能特點，數(shù)字電路通?？梢苑譃閮纱箢惤M合邏輯電路時序邏輯電路組合邏輯電路及應(yīng)用組合邏輯電路是數(shù)字電路中的一種基本類型，其特點是輸出狀態(tài)完全由當(dāng)前的輸入狀態(tài)決定，與電路過去的狀態(tài)無關(guān)。這種電路沒有內(nèi)部存儲元件，因此不具備記憶功能。門電路是組合邏輯電路的基本邏輯單元，這些門電路通過不同的邏輯運算，實現(xiàn)了對輸入信號的處理和轉(zhuǎn)換。在組合邏輯電路中，多個門電路可以組合起來，形成更復(fù)雜的邏輯功能，從而實現(xiàn)各種數(shù)字邏輯運算和控制任務(wù)。它們被廣泛應(yīng)用于實現(xiàn)各種數(shù)字系統(tǒng)的控制邏輯、數(shù)據(jù)處理和信號轉(zhuǎn)換等功能。例如，在通信系統(tǒng)中，組合邏輯電路被用于實現(xiàn)信號編碼、解碼、調(diào)制和解調(diào)等功能。10.1

小規(guī)模組合邏輯電路分析與設(shè)計《第10章組合邏輯電路及應(yīng)用》學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能通過真值表、卡諾圖和邏輯函數(shù)等各類工具，對小規(guī)模組合邏輯電路進(jìn)行分析2.通過分析實例和解決問題，培養(yǎng)運用組合邏輯電路分析方法的實際能力3.掌握組合邏輯電路的設(shè)計概念和步驟4.學(xué)會根據(jù)設(shè)計要求和功能描述選擇合適的邏輯門電路5.能夠應(yīng)用真值表、邏輯函數(shù)和卡諾圖等工具完成小規(guī)模組合邏輯電路的設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能通過真值表、卡諾圖和邏輯函數(shù)等各類工具，對小規(guī)模組合邏輯電路進(jìn)行分析2.通過分析實例和解決問題，培養(yǎng)運用組合邏輯電路分析方法的實際能力10.1.1組合邏輯電路的分析組合邏輯電路的分析其一般步驟如下：1.根據(jù)邏輯電路圖寫出輸出函數(shù)表達(dá)式從輸入輸出，逐級寫出各級邏輯函數(shù)表達(dá)式，直到寫出最后輸出端與輸入信號的邏輯函數(shù)表達(dá)式10.1.1組合邏輯電路的分析2.化簡輸出函數(shù)表達(dá)式使用公式法或卡諾圖法等方法，將邏輯函數(shù)表達(dá)式化簡和變換，以得到最簡單或最適用的表達(dá)式10.1.1組合邏輯電路的分析3.列出輸出函數(shù)真值表根據(jù)化簡后的邏輯表達(dá)式，列出真值表10.1.1組合邏輯電路的分析4.功能評述根據(jù)真值表和簡化后的邏輯表達(dá)式對邏輯電路進(jìn)行分析，最后確定其功能也可以根據(jù)所得到的表達(dá)式和真值表，用文字輸出給定電路的邏輯功能，判斷功能是否滿足設(shè)計要求10.1.1組合邏輯電路的分析5.以上步驟完成后，就可以對組合邏輯電路的功能有清晰的理解，從而進(jìn)行后續(xù)的設(shè)計和優(yōu)化工作10.1.1組合邏輯電路的分析【例1】試分析如圖所示的邏輯電路圖的功能。解：1）根據(jù)邏輯圖寫出邏輯函數(shù)式并化簡

Y=AB+BC+AC10.1.1組合邏輯電路的分析【例1】試分析如圖所示的邏輯電路圖的功能。解：2）列真值表10.1.1組合邏輯電路的分析【例1】試分析如圖所示的邏輯電路圖的功能。解：3）分析邏輯功能由真值表可知，當(dāng)輸入A、B、C中有2個或3個為1時，輸出Y為1，否則輸出Y為0。該電路可作為如：3人表決用的組合電路，只要有2票或3票同意，表決就通過。10.1.1組合邏輯電路的分析【例2】試分析如圖所示的邏輯電路圖的功能。解：1）根據(jù)邏輯圖寫出邏輯函數(shù)式并化簡10.1.1組合邏輯電路的分析【例2】試分析如圖所示的邏輯電路圖的功能。解：2）列真值表10.1.1組合邏輯電路的分析【例2】試分析如圖所示的邏輯電路圖的功能。解：3）分析邏輯功能。由真值表可知，當(dāng)輸入A、B相同時，輸出Y為0，否則輸出Y為1。該電路為異或邏輯功能。10.1.2小規(guī)模組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計是數(shù)字電路設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)，它涉及根據(jù)特定的邏輯要求，從基本的邏輯門電路出發(fā)，構(gòu)建出滿足特定功能的電路。10.1.2小規(guī)模組合邏輯電路的設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計就是在給定邏輯功能及要求的條件下，設(shè)計出滿足功能要求，而且是最簡單的邏輯電路，其一般步驟如下：1.確定輸入輸出變量，定義變量邏輯狀態(tài)含義2.將實際邏輯問題抽象成真值表3.根據(jù)真值表寫邏輯表達(dá)式，并化簡成最簡表達(dá)式4.根據(jù)表達(dá)式畫邏輯圖10.1.2小規(guī)模組合邏輯電路的設(shè)計【例3】設(shè)有A、B、C三臺發(fā)電機(jī)對設(shè)備進(jìn)行供電，它們運轉(zhuǎn)時必須滿足這樣的條件，即任何時間必須有且僅有一臺電機(jī)正常運行，如不滿足該條件，就輸出報警信號。試設(shè)計此報警電路。解：1）確定輸入輸出變量，定義變量邏輯狀態(tài)含義設(shè)三臺發(fā)電機(jī)的狀態(tài)為輸入變量，分別用A、B和C表示，并且規(guī)定電機(jī)正常運行為1，停轉(zhuǎn)為0，取報警信號為輸出變量，以Y表示，Y=0表示正常狀態(tài)，Y=1表示報警狀態(tài)。10.1.2小規(guī)模組合邏輯電路的設(shè)計【例3】設(shè)有A、B、C三臺發(fā)電機(jī)對設(shè)備進(jìn)行供電，它們運轉(zhuǎn)時必須滿足這樣的條件，即任何時間必須有且僅有一臺電機(jī)正常運行，如不滿足該條件，就輸出報警信號。試設(shè)計此報警電路。解：2）根據(jù)題意可列出真值表10.1.2小規(guī)模組合邏輯電路的設(shè)計【例3】設(shè)有A、B、C三臺發(fā)電機(jī)對設(shè)備進(jìn)行供電，它們運轉(zhuǎn)時必須滿足這樣的條件，即任何時間必須有且僅有一臺電機(jī)正常運行，如不滿足該條件，就輸出報警信號。試設(shè)計此報警電路。解：3）寫邏輯表達(dá)式方法有兩，其一是對Y=1的情況寫，其二是對Y=0的情況寫，用方法一寫出的是最小項表達(dá)式，用方法二寫出的是最大項表達(dá)式，若Y=0的情況很少時，也