数字电子技术.ppt

第三章 组合逻辑电路 基本知识点 3.1概述 数字电路可分为两大类:一类是组合逻辑电路，另一类是时序逻辑电路。 组合逻辑电路:任意时刻的输出状态仅取决于该时刻的输入状态，与电路原来的状态无关。它是由各种门电路组成的，而且只有从输入到输出的通路，没有从输出到输入的反馈回路。 描述一个组合逻辑电路逻辑功能的方法通常有:逻辑函数表达式、真值表、逻辑图、卡诺图、波形图五种。它们各有特点，可以相互转换。 3.2 逻辑功能各种表示方法的特点及相互转换 一、逻辑功能各种表示方法的特点 1.逻辑函数表达式 形式简单、书写方便，便于进行运算和转换。但表达式形式不惟一。 2.真值表 直观、明了，可直接看出输入变量与输出函数各种取值之间的一一对应关系。真值表具有惟一性。 3.逻辑图 与实际使用的器件有着对应关系，比较接近于实际的电路，但它只反映电路的逻辑功能而不反映电气参数和性能。同一种逻辑功能可以用多种逻辑图实现，它不具备惟一性。 4.卡诺图 在化简逻辑函数时比较直观且容易掌握。卡诺图具有惟一性，但化简后的逻辑表达式不是惟一的。 5.波形图 可以直观、清晰地看到输入变量和输出函数间随时间变化的对应的逻辑关系的全过程。波形图具有惟一性。 二、各种表示方法的相互转换 1.逻辑函数表达式与真值表 （1）由逻辑函数表达式列真值表 方法一:将输入变量的所有取值一一代入逻辑函数表达式中，求出所对应的逻辑函数值。再将它们列成表格即可得到真值表。 方法二:先将逻辑函数表达式转换为标准的与或表达式，再将式中每个最小项对应的函数值填为“1”，其余的最小项填为“0”。 （2）由真值表写逻辑函数表达式 其方法为: 从真值表中找出逻辑函数值为1的所有输入变量取值组合，将逻辑函数值为1的每一组变量组合写成一个与式，输入变量组合中取值为1的写原变量，取值为0的写反变量。 将这些变量的与组合相加，得标准与或逻辑函数表达式。 若所得的函数表达式不是最简的函数表达式，则需对其进行化简。 2.逻辑函数表达式与逻辑图 （1）由逻辑函数表达式画逻辑图 将表达式中的运算符号用相应的逻辑符号代替并按照运算顺序把这些逻辑符号连接起来便可得到对应的逻辑图。 （2）由逻辑图写逻辑函数表达式 从逻辑图的输入端到输出端逐级写出每个逻辑符号对应的表达式，就可得到相应的逻辑函数表达式。 3.逻辑函数表达式与波形图 （1）由逻辑函数表达式画波形图 首先根据逻辑函数表达式列出函数的真值表。 再由真值表画波形图。 （2）由波形图写出逻辑函数表达式 根据波形图列真值表。 再根据真值表写出标准的与或逻辑函数表达式。 若不是最简的逻辑函数表达式，则需对其进行化简。 3.3组合逻辑电路的分析方法和设计方法 （一）组合逻辑电路的定义:当逻辑电路在任一时刻的输出状态仅取决于在该时刻的输入信号，而与电路原有的状态无关。 （二）组合逻辑电路的分析的目的：找出给定的逻辑电路的输入、输出变量之间的逻辑关系，写出逻辑表达式，分析电路所具有的逻辑功能。 （三）分析步骤： 根据已知的逻辑图写出逻辑表达式。一般从输入端开始，逐级写出各个逻辑门所对应的逻辑表达式，最后写出该电路的逻辑表达式。 对写出的逻辑表达式进行化简。一般用卡诺图法或公式法进行化简。 列出真值表，并分析电路的逻辑功能。 例：图所示电路的逻辑功能。 三、组合逻辑电路的设计 设计步骤： 分析实际问题对逻辑功能的要求，确定变量，进行逻辑赋值。 根据逻辑功能列出真值表。需要指出，各变量状态的赋值不同，得到的真值表将不同。 根据真值表写出相应的逻辑表达式，并用公式法或卡诺图法进行化简，最后转换成命题所要求的逻辑函数表达形式。 根据最简逻辑表达式，画出相应的逻辑电路图。 例：试用与非门设计一个三人表决电路。当表决提案时，多数人同意，提案才能通过。 (3) 根据真值表，画出卡诺图，化简后写出最简的与或表达式，并转换为与非表达式： 3.4集成组合逻辑电路 一、编码器 能够实现编码操作过程的器件被称为编码器。 编码器有二进制编码器、优先编码器和BCD码编码器等。 2.优先编码器 二、 译码器 译码就是将二进制代码翻译成原来信号的过程，是编码的逆过程，能完成这一任务的电路称为译码器。 1.二进制译码器74LS138 二进制译码器是用于把二进制代码转换成相应输出信号的译码器。 2．二-十进制译码器74LS42 BCD码译码器是能将BCD代码转换成一位十进制数的电路。 74LS48辅助控制信号端的作用 (1)? 试灯输入信号 ：此信号