[ppt]第3单元组合逻辑电路的分析与设计.ppt

教学目标： 3．4．1组合逻辑电路的分析方法 所谓分析，指的是逻辑分析，即根据已知的逻辑电路找出电路的输入和输出之间的逻辑关系，最后得到电路的功能。 1．组合逻辑电路分析的一般步骤： 2.组合电路分析 2.组合电路分析 2.组合电路分析 （4）简述其逻辑功能。 3.4.2组合逻辑电路的设计 1．组合逻辑电路设计的步骤 2．组合逻辑电路设计举例 例3.16 ： 设计一个8输入3输出的二进制编码电路，即8-3线编码器。要求，每一时刻只有一个输入键接通高电平，即为“1”，当不同的输入键为“1”时，会有一个对应二进制码输出。 (3)写出相应的表达式。 * * 第3单元 组合逻辑电路的分析与设计 1．掌握组合逻辑电路的基本特点; 2．掌握组合逻辑电路的设计方法。 3.1 概述 数字电路系统组成简图 在实际应用中，往往需将若干个门电路组合起来实现不同的逻辑功能，这种电路是逻辑电路。 组合逻辑电路的典型框图如图3.10。它可用如下的逻辑函数来描述，即： Fi=fi (X0，X1，…，Xn) (i=1,2,…,m) 组合逻辑电路的构成 组合逻辑电路框图 组合逻辑电路 表达式 化简 真值表 简述逻辑功能 组合逻辑电路的分析步骤 例3.13 一个双输入，双输出端的组合逻辑电路如图3.12所示，分析该电路的功能。 解：（1）逐级写出表达式 逻辑图 例3.13的真值表 输入 A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 输出 S 0 1 1 0 C 0 0 0 1 （2）化简 (3)写出真值表 根据化简后的表达式写出真值表。 A、B表示两个1位二进制的加数，S是它们相加的本位和，C是向高位的进位。这种电路可用于实现两个1位二进制数的相加，它是运算器中的基本单元电路，称为半加器。 例3．14 分析下图所示电路的逻辑功能。 解：（1）写表达式并化简。 例3.14逻辑电路图 （2）列真值表 （3）简述其逻辑功能 由真值表可知，电路三个变量一致时，输出F为1；三个变量不一致时，输出为0。所以该电路称为“不一致电路”。 想一想：若需要知道别人设计好的数字电路图的逻辑功能时，怎么办？ 逻辑问题 逻辑真值表 逻辑表达式 化简并根据提供的器件变换表达式 逻辑电路图 组合逻辑电路设计步骤 组合逻辑电路的设计就是根据给定的逻辑问题，画出实现这一逻辑功能的逻辑电路 例3.15：设计一个三人表决电路，结果按“少数服从多数”的原则决定。要求分别用与或门和与非门实现。 解：（1）根据设计要求建立该逻辑函数的真值表。 设三人的意见为变量A、B、C，表决结果为函数L。对变量及函数进行如下状态赋值：对于变量A、B、C，设同意为逻辑“1”；不同意为逻辑“0”。对于函数L，设事情通过为逻辑“1”；没通过为逻辑“0”。 真值表 （2）由真值表写出逻辑表达式： （3）化简. （4）画出逻辑图 . 如果要求用与非门实现该逻辑电路，就应将表达式转换成与非—与非表达式： 画出逻辑图如图所示。 （2）列逻辑真值表。由于每一时刻只有一个输入端，所以输入组合只有8组，而不用列28次输出组合。 解：（1）在实际问题变成逻辑问题。设8个输入表示为I0~I7，对应3个输出Y0~Y2的二进制码和输入端的下标数码相一致。 2．组合逻辑电路设计举例 2．组合逻辑电路设计举例 （4）画出逻辑电路图。 想一想：一种实际问题，只要能够转变为逻辑问题，并列出真值表，是否就可以得到与或式？也一定可以用逻辑电路来实现？ 本单元学习指导 组合逻辑电路的逻辑功能特点：组合逻辑电路任一时刻的输出，取决于该时刻各输入状态的组合，而与电路的原状态无关。其电路结构特点：由门电路构成，电路中既无记忆单元，且由输出到各级门的输入也无任何反馈线。 设计逻辑函数要进行化简，逻辑函数的化简有两种方法：公式法和卡诺图法。公式法化简的优点是不受任何条件限制，但要求使用者能熟练运用各种公式和规则，而且还需要一定的运算技巧和经验。卡诺图化简的优点是简单、直观，而且有一定的步骤可循，但变量数太多时，也将失去了机械、直观的优点。 各种组合逻辑电路在功能上千差万别，但其分析方法和设计方法都是共同的。掌握了一般的分析方法，可得知任何给定电路逻辑功能；掌握基本的设计方法，就可据已知的实际要求设计获得相应的逻辑电路。 本单元学习指导 实验三 组合逻辑电路设计之密码锁、8线-3线编码器 一．实验目的 1．掌握组合逻辑电路的设计方法。 2．用实验验证设计电路的逻辑功能。 3．掌握编码的概述，为后继内容做准备。 二、实验仪器和设备 1．LCN-1数字电子技术实验箱 2．74LS20（双四输入TTL与非门） 一块 3．74LS0