数字电子技术基础 第4节.pdf

数字电子技术基础 第四章 组合逻辑电路 Pan Hongbing VLSI Design Institute of Nanjing University 4.1 概述  数字电路分两类：一类为组合逻辑电路，另一类 为时序逻辑电路。  一、组合逻辑电路的特点  任何时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，与电路原 来的状态无关。  电路中不能包含存储单元。 二、逻辑功能的描述  逻辑图，逻辑函数表达式 或逻辑真值表。 S(AB)CI  CO(AB)CIAB 图4.1.1 组合逻辑电路举例 y f (a,a ,...,a ) 1 1 1 2 n  y f (a,a ,...,a )  2 2 1 2 n . y f (a,a ,...,a ) 图4.1.2 组合逻辑电路的框图  m m 1 2 n Y=F(A) 4.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法  4.2.1 组合逻辑电路的分析方法  通过分析找出电路的逻辑功能。  通常的分析方法：  从电路的输入到输出逐级写出逻辑函数式,  得到逻辑函数式，  然后用公式化简法或卡诺图化简法将得到的函数式化 简或变换，使逻辑关系简单明了。  有时还可将 逻辑函数式转换为真值表的形式。 例4.2.1 P162 图4.2.1 例3.2.1的电路 4.2.2 组合逻辑电路的设计方法  最简单逻辑电路：器件数最少，器件种类最少， 器件之间的连线最少。  步骤：  1、进行逻辑抽象  2、写出逻辑函数式  3、选定器件的类型  4、将逻辑函数化简或变换成适当的形式  5、根据化简或变换后的逻辑函数式，画出逻辑电路 的连接图  6、工艺设计 4.2.2 组合逻辑电路的设计方法 图4.2.2 组合逻辑电路的设计过程 工艺设计：设计印刷电路板、机箱、面板、电源、显 示、控制开关等，最后是组装、调试、老化、检验等。 例4.2.2 红绿灯故障状态检测 图4.2.3 交通信号灯的正常工作状态与故障状态 解的过程：1）逻辑抽象。2 ）写出逻辑函数式。3）选定器 件。4 ）将逻辑函数式简化。5）根据简化后的逻辑函数式画 出逻辑电路图。6）得到电路。 对于复杂的组合逻辑，通常采用” 自顶向下”与“ 自底向上”相结 合的设计方法。 4.3 若干常用的组合逻辑电路  4.3.1 编码器Encoder  一、普通编码器 图4.3.1 3位二进制（8线－3 线）编码器的框图 图4.3.2 3位二进制编码器 二、优先编码器 图4.3.3 8线－3线优先编码器74LS148的逻辑图 例4.3.1 用两片74HC148接成16线-4线优 先编码器 1、芯片1的 Y 连接芯片2 的S。 2、芯片1的 YEX作为编码 输出最高位。 图4.3.4 用两片74LS148接成的16线－4线优先编码器 图4.3.5 二－十进制优先编码器74LS147的逻辑图 4.3.2 译码器  一、二进制译码器 图4.3.6 3位二进制（3线－8线）译码器的框图