《数字电路》课件 4 1-3 组合逻辑电路分析.ppt

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Verilog HDL描述组合逻辑电路 教学基本要求 1. 熟练掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法 2. 掌握编码器、译码器、数据选择器、数值比较器和加法器的逻辑功能及其应用； 3. 学会阅读MSI器件的功能表，并能根据设计要求完成电路的正确连接。 4. 掌握可编程逻辑器件的表示方法,会用PLD实现 组合逻辑电路 组合逻辑电路的一般框图 Li = f (A1, A2 , …, An ) (i=1, 2, …, n) 工作特征: 组合逻辑电路工作特点:在任何时刻，电路的输出状态只取决于同一时刻的输入状态而与电路原来的状态无关。 组合逻辑电路的定义与结构 结构特征: 1、输出、输入之间没有反馈延迟通路， 2、不含记忆单元 组合逻辑电路：指输出状态在任何时刻仅取决于同一时刻的输入状态，而与电路原来的状态无关的逻辑电路。 二、组合逻辑电路的分析步骤： 4.1 组合逻辑电路分析 1. 由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式； 2. 化简和变换逻辑表达式； 3. 列出真值表； 4. 根据真值表或逻辑表达式，经分析最后确定其功能。 根据已知逻辑电路，经分析确定电路的的逻辑功能。 一、组合逻辑电路分析 写 函 数 表 达 式 简 化 函 数 式 真 值 表 描 述 电 路 功 能 已 知 组 合 电 路 公式法 图形法 分析步骤框图 逻辑图 逻辑表达式 1 1 最简与或表达式 化简 2 2 从输入到输出逐级写出 最简与或表达式 3 真值表 3 4 电路的逻辑功能 当输入A、B、C中有2个或3个为1时，输出Y为1，否则输出Y为0。所以这个电路实际上是一种3人表决用的组合电路：只要有2票或3票同意，表决就通过。 4 三、组合逻辑电路的分析举例 例1 分析如图所示逻辑电路的功能。 （1）根据逻辑图写出输出函数的逻辑表达式 （2） 列写真值表。 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 C B A 0 0 1 1 1 1 0 0 （3）确定逻辑功能： 解： 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？ 例2 试分析下图所示组合逻辑电路的逻辑功能。 解： （1） 根据逻辑电路写出各输出端的逻辑表达式，并进行化简和变换。 X = A （2） 列写真值表 真值表 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 Z Y X C B A 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 X = A 这个电路逻辑功能是对输入的二进制码求反码。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。 （3） 确定电路逻辑功能 真值表 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 Z Y X C B A 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1. 逻辑抽象：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; 5. 画出逻辑图。 4. 根据器件的类型,简化和变换逻辑表达式; 二、组合逻辑电路的设计步骤 一、组合逻辑电路的设计 根据实际逻辑问题，求出所要求逻辑功能的最简单逻辑电路。 4.2 组合逻辑电路的设计 设计步骤框图 列真 值 表 简 化 函 数 式 画 逻 辑 图 实 际 逻 辑 问 题 抽 象 公式法 图形法 表达式变换 根据设计所用 芯片要求 已知 逻辑 问题 写出 逻辑 函数 写出 函数的 真值表 画出 逻辑 电路 电路 装配 调试 1.