第9章组合逻辑电路的分析与设计.ppt

第9章 组合逻辑电路的分析与设计 本章要求： 9.1 逻辑代数 1.用 “与非”门构成基本门电路 9.3 组合逻辑电路的分析 9.4 组合逻辑电路的设计（综合) 【例3-3】人类有四种基本血型—A、B、AB、O型。输血者与受血者的血型必须符合下述原则：O型血可以输给任意血型的人，但O型血只能接受O型血；AB型血只能输给AB型，但AB型能接受所有血型；A型血能输给A型和AB型，但只能接受A型或O型血；B型血能输给B型和AB型，但只能接受B型或O型血。试用与非门设计一个检验输血者与受血者血型是否符合上述规定的逻辑电路。如果输血者与受血者的血型符合规定电路输出“1”（提示：电路只需要四个输入端。它们组成一组二进制代码，每组代码代表一对输血—受血的血型对）。 解：用变量A、B、C、D表示输血者、受血者的血型对作为输入变量，用F表示血型是否符合作为输出变量。得到血型与二进制数间的对应关系如表所示，从而得到真值表如表所示。 血型与二进制数对应关系 2. 增加乘积项 消除了C跳变时对输出状态的影响，从而消去了竞争冒险。 当A= B = 1时， 1 1 G5输出为1， G4输出亦为1 ； 3. 输出端并联电容器 4~20pF 如果逻辑电路在较慢速度下工作，为了消去竞争冒险，可以在输出端并联一电容器，其容量为4～20 pF之间。致使输出波形上升沿和下降沿变化比较缓慢，可对于很窄的负跳变脉冲起到平波的作用。 在对波形要求较严格时，应再加整形电路。 例12:化简逻辑函数 Y(A，B，C，D)=∑m(1,2,5,6,9)+∑d(10,11,12,13,14,15) 式中d表示无关项。 例10的卡诺图 解：画函数的卡诺图并化简。 结果为：Y＝CD＋CD 练习 分别用代数法和卡诺图化简逻辑函数式。 组合逻辑电路：任何时刻电路的输出状态只取决于该时刻的输入状态，而与该时刻以前的电路状态无关。 组合逻辑电路框图 X1 Xn X2 Y2 Y1 Yn . . . . . . 组合逻辑电路 输入 输出 (1) 由逻辑图写出输出端的逻辑表达式 (2) 运用逻辑代数化简或变换 (3) 列逻辑状态表 (4) 分析逻辑功能 已知逻辑电路 确定 逻辑功能 分析步骤： 例 1：分析下图的逻辑功能 (1) 写出逻辑表达式 Y = Y2 Y3 = A AB B AB . . . A B . . A B . A . . A B B Y1 . A B Y Y3 Y2 . . (2) 应用逻辑代数化简 Y = A AB B AB . . . = A AB +B AB . . = AB +AB 反演律 = A (A+B) +B (A+B) . . 反演律 = A AB +B AB . . (3) 列逻辑状态表 A B Y 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 Y= AB +AB =A B 逻辑式 (4) 分析逻辑功能 输入相同输出为“0”，输入相异输出为“1”， 称为“异或”逻辑关系。这种电路称“异或”门。 =1 A B Y 逻辑符号 (1) 写出逻辑式 例 2：分析下图的逻辑功能 . A B . Y = AB AB . A?B 化简 1 1 . B A Y A B = AB +AB (2) 列逻辑状态表 Y= AB +AB (3) 分析逻辑功能 输入相同输出为“1”,输入相异输出为“0”,称为“判一致电路”(“同或门”) ,可用于判断各输入端的状态是否相同。 =A B 逻辑式 =1 A B Y 逻辑符号 =A B A B Y 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 例3：分析下图的逻辑功能 Y 1 . B A C 1 0 1 A A 写出逻辑式： =AC +BC Y=AC ? BC 设：C=1 封锁 打开 选通A信号 B Y 1 . B A C 0 0 1 设：C=0 封锁 选通B信号 打开 例 3：分析下图的逻辑功能 B 写出逻辑式： =AC +BC Y=AC ? BC 例4： 分析图所示电路的逻辑功能。 解 : ① 写出逻辑表达式并化简 只有A、B、C全为0或全为1时，输出F才为1。 故该电路称为“判一致电路”，可用于判断三个输入端的 状态是否一致。 ③ 逻辑功能分析 ② 列写逻辑真值表 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1