电子技术基础数字部分[第五版][康华光]第4章.pptVIP

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 1. 掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法； 2. 理解组合逻辑电路中的竞争和冒险产生的原因，掌握竞争和冒险存在判断以及消除的方法； 3. 掌握典型组合逻辑集成电路的逻辑功能，学会阅读MSI器件的功能表，能根据器件的功能正确应用； 5. 掌握PLD的表示方法，能用PLD实现组合逻辑电路。 教学要求 数字逻辑电路 组合逻辑电路——无记忆功能 时序逻辑电路——有记忆功能 组合逻辑电路是指电路任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，而与电路原来的状态无关。其特点： ①信号是单向传输，输出、输入之间没有反馈延迟通路； ②无记忆功能，所以电路中不含具有记忆功能的元件。 引言 数字逻辑电路的研究任务和研究方法 ⑴研究的两个任务 ①逻辑电路分析：对已知的逻辑电路， 用逻辑函数来描述， 并以此列出它的真值表， 确定其功能。 ②逻辑电路设计：根据实际中提出的逻辑功能， 设计出实现该逻辑功能的电路。 ⑵研究方法 基本方法：用逻辑代数作为基本理论的传统方法。 研究的关注点：输出与输入的逻辑关系。 引言 逻辑电路分析 是指对一个给定的逻辑电路，找出其输出与输入之间的逻辑关系，分析清楚它的逻辑功能。 逻辑电路分析是研究数字系统的一种基本技能。 组合逻辑电路分析一般步骤如右 列出输出函数真值表 由给定的逻辑图 写出输出函数表达式 输出函数化简与变换 逻辑功能评述 4.1 组合逻辑电路的分析 例4.1.1 逻辑电路如图，分析其功能。 ①写表达式 ②列真值表 ③功能评述 由真值表可以看出，输入变量的取值中有奇数个1时，L为1，否则L为0，电路具有为奇校验功能。 如要实现偶校验，电路应做何改变？ 4.1 组合逻辑电路的分析 逻辑函数的波形图 波形图比较直观地反映输出与输入之间的逻辑关系。 为了避免出错，通常是根据输入波形变化分段，然后逐段画出输出波形。 例如画出例4.1.1的波形 例4.1.1的输出逻辑函数为： 例4.1.1的波形分析图 0 0 0 第1段，画出ABC=000波形 第2段，画出ABC=001波形 第3段，画出ABC=010波形 1 0 0 0 1 0 4.1 组合逻辑电路的分析 例：逻辑电路如图，分析其功能。 ①写表达式 ②列真值表 1 1 1 1 0 0 0 0 ③功能评述 由真值表可以看出，在输入3个变量中只要有2个或2个以上变量为1，则输出为1。电路功能概括为：三变量多数表决器。 4.1 组合逻辑电路的分析 P N Q 例4.1.2 逻辑电路如图，分析其功能。 ①写表达式 P1 P2 P3 P4 ②输出函数化简与变换 4.1 组合逻辑电路的分析 例4.1.2 逻辑电路如图，分析其功能。 输出函数 ③列真值表 ④功能评述 电路逻辑功能是对输入的二进制码ABC求反码XYZ。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。 4.1 组合逻辑电路的分析 逻辑电路设计 根据要求完成的逻辑功能，求出实现该功能的逻辑电路。 逻辑电路设计是逻辑电路 分析的逆过程。 分析 给定电路 分析功能 设计 给定功能 设计电路 逻辑电路设计又称逻辑电 路综合。 组合逻辑电路设计一般步骤 1.逻辑抽象(最关键)：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； 4.根据所采用的逻辑器件的类型，简化和变换逻辑表达式； 5.画逻辑电路图。 4.1 组合逻辑电路的设计 例： 设计三变量表决器，其中A具有否决权。 1.逻辑抽象 分析要求，确定输入输出变量。 输入：A、B、C “0”反对，“1”赞成 输出：F “0”否决，“1”通过 2.列真值表 0 0 0 0 0 1 1 1 3.化简 0 0 0 1 0 0 1 1 F的卡诺图 AC AB F =AB + AC 要求用与非门实现，变换成 “与非”形式 4.画逻辑电路图 4.2 组合逻辑电路的设计 可以采用真值表的简洁表示 例如，描述：A=0，B=1，则F=1；A=1，则F=1 4.2 组合逻辑电路的设计 0 1 1 0 1 1 1 1 真值表 1 1 A 表达式：F = A + = A + B 例：某火车站有特快、直快和慢车三种