组合逻辑电路本章要求：理解组合电路的组成和特点；掌握.DOC

第十章 组合逻辑电路 本章要求： 理解组合电路的组成和特点； 掌握组合电路的分析方法，以确定组合电路的逻辑功能； 能设计一些简单的、常用的组合逻辑电路； 掌握几种常用中规模集成部件的逻辑功能及使用方法，并能用集成电路实现组合逻辑函数。 10.1组合电路的基本分析方法和设计方法 10.1.1组合逻辑电路的定义 1．定义 由若干个逻辑门组成的具有一组输入和一组输出的非记忆性逻辑电路，即为组合逻辑电路。其任意时刻的稳定输出，仅取决于该时刻各个输入信号的取值组合，而与电路原来的状态无关。其结构框图可用图10-1来描述。 2．特点 （1）输入、输出之间没有反馈延迟通路。 （2）电路中不含记忆元件。 （3）电路任何时刻的输出仅取决于该时刻的输入，而与电路原来的状态无关。 3．描述组合电路逻辑功能的方法 逻辑表达式、真值表、卡诺图、逻辑图、波形图。 10.1.2组合逻辑电路的分析方法 1．分析组合逻辑电路的目的 分析组合逻辑电路是为了确定已知电路的逻辑功能，或者检查电路设计是否合理。即根据给定的逻辑图，找出输出信号与输入信号之间的关系，从而确定它的逻辑功能，这就是组合电路的分析。 2．分析组合电路的步骤： （1）根据给定的逻辑图，写出逻辑函数表达式（从输入到输出逐级写出）。 （2）利用公式法或卡诺图法化简逻辑函数表达式。 （3）根据最简逻辑表达式列真值表， （4）由真值表分析电路的逻辑功能。 例3-1 分析如图10-2所示组合逻辑电路的功能。 解：（1）写出逻辑函数表达式 10.1.3组合逻辑电路的设计方法 1．组合逻辑电路设计的目的 设计组合电路的目的是根据功能要求设计最佳电路。即根据给出的实际问题，求出能够实现这一逻辑要求的最简的逻辑电路，这就是组合电路的设计。它是分析的逆过程。 2．设计组合电路的步骤： （1）分析设计要求。 （2）根据功能要求列出真值表。 （3）根据真值表利用卡诺图进行化简，得到最简逻辑表达式。 （4）根据最简表达式画逻辑图。 例3-2 设计一个表决电路，有A、B、C三人进行表决，当有两人或两人以上同意时决议才算通过，但同意的人中必须有A在内。 解：（1）确定输入、输出变量：设输入变量A、B、C分别代表三个人，1表示同意，0表示不同意；输出变量Y表示决议是否通过，1表示通过，0表示没有通过。 （2）根据题目要求列真值表如表3-2所示。 （3）由真值表写出逻辑函数表达式并化简得： 10.2常用组合逻辑电路 10.2.1编码器 1．编码及编码器的概念 所谓编码就是将特定含义的输入信号(文字、数码、符号)转换成二进制代码的过程。换句话说，在数字系统中，用多位二进制数码0和1按某种规律排列，组成不同的码字，用以表示某一特定的含义，称为编码。如电话号码、学生学号、邮政编码均属编码（它们都是利用十进制数码进行编码的）。而能实现编码操作的数字电路则称为编码器。编码器输入的是被编的信号，输出的是所使用的二进制代码。 2．编码器的分类及框图 根据被编信号的不同特点和要求，编码器可分为二进制编码器、二－十进制编码器等。每一类又有输入变量互相排斥（每一时刻只能有一个输入端提出编码要求）的普通编码器和优先编码器（可以同时有几个输入端提出编码要求，电路按优先级别进行编码）之分。 （1）二进制编码器 用n位二进制代码对2n个信号进行编码的电路称为二进制编码器。 例3-3 试设计一个4线－2线的普通编码器。 解：①确定输入、输出变量个数：由题意知输入为I0、I1、I2、I3四个信息，输出为Y0、Y1两位二进制代码；当对I i编码时为1，不编码为0，并依此按Ii下角标的值与Y1、Y0二进制代码的值相对应进行编码。 ②列真值表（编码表），见表3-3。 I0 I1 I2 I3 Y1 Y0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 显然此处的真值表与前面所讲过的真值表有所不同，因此我们称它为编码表更贴切些。还可以进一步简化得到表3-4所示的简化编码表。 ③写出化简后的逻辑表达式 Y0＝I1＋I3 Y1＝I2＋I3 ④画编码器电路如图10-5所示。 （2）优先编码器 它在同一时刻允许有多个输入端同时提出编码要求，但电路只对其中优先级别最高的信号进行编码。其优先级别是设计人员根据需要事先确定的。目前常用的都是优先编码器，如74LS148是8线－3线集成优先编码器，图10-6是它的逻辑功能示意图。 74LS148的功能见表10-5。 表10-5 优先编码器74LS148的功能表 10.2.2译码器 1．译码及译码器的概念 译码是编码的逆过程，它是把二