项目十组合逻辑电路及其应用;;任务一组合逻辑电路的分析
;二、组合逻辑电路分析举例
下面通过例题来具体说明组合逻辑电路分析的方法和步骤:
例10.1
已知某组合逻辑电路如图10-1所示,请运用组合逻辑电路分析方法,分析该电路的功能。;步骤四,分析真值表后,可发现当输入端A、B、C三个输入变量中,1的取值有奇数个时,输出端Y输出为1;反之,输出端Y输出为0。从真值表分析后可知,该电路可以用来检查3位二进制码的奇偶性,即输入的二进制码含有奇数个1时,其输出信号为有效信号,所以此电路又称为奇校验电路。;例10.2
已知某电路为一个双输入端、双输出端的组合逻辑电路,如图10-2所示,请分析该组合逻辑电路的功能。;?
解
步骤一,根据图10-2写出输出端Y1和Y2的逻辑表达式。;步骤三,根据输出端逻辑表达式,写出真值表,如表10-12所示。;步骤四,分析真值表后,可发现当输入端A、B两个输入变量都是0时,输出端Y1为0,Y2也为0;当输入端A、B两个输入变量有一个为1时,输出端Y1为1,Y2为0;当输入端A、B两个输入变量都是1时,输出端Y1为0,Y2为1。图10-24组合电路的输出结果符合二进制数相加的结果,即A、B分别为1位二进制数,Y1为它们的和,Y2为向高位的进位。这种电路可实现两个1位的二进制数相加,又称半加器,是运算器中基本单元电路之一。
对于某些电路,可用波形图的方法来进行分析。一般首先画出输入波形,根据输入波形,逐级画出输出波形,最后根据组合逻辑电路的输入和输出波形图确定其功能。;例如:例10.1的波形图如图10-3所示,例10.2的波形图如图10-4所示。;任务二组合逻辑电路的设计
;二、组合逻辑电路设计举例
例10.3
设计一个三人表决器,实现“少数服从多数”的原则。
解步骤一,分析给定的逻辑功能,列出相应的真值表。
假设三人意见为变量A、B、C,表决结果为L。根据“少数服从多数”的原则,得到如表10-3所示的真值表。;步骤二,根据真值表写出相应的逻辑表达式,并进行化简。
步骤三,根据化简后的逻辑表达式,画出逻辑电路图,如图10-5所示。;技能训练组合逻辑电路的设计与测试;三、实验原理
(1)使用中、???规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻辑电路。设计组合电路的一般步骤如图10-6所示。;根据设计任务的要求建立输入、输出变量,并列出真值表。然后用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式。并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式。根据简化后的逻辑表达式,画出逻辑图,用标准器件构成逻辑电路。最后,用实验来验证设计的正确性。
(2)组合逻辑电路设计举例。用“与非”门设计一个表决电路。当四个输入端中有三个或四个为“1”时,输出端才为“1”。
设计步骤:根据题意列出真值表如表10-4所示,再填入卡诺图表10-5中。;技能训练组合逻辑电路的设计与测试;由卡诺图得出逻辑表达式,并演化成“与非”的形式;用实验验证逻辑功能
在实验装置适当位置选定三个14P插座,按照集成块定位标记插好集成块CC4012。
按图10-7接线,输入端A、B、C、D接至逻辑开关输出插口,输出端Z接逻辑电平显示输入插口,按真值表(自拟)要求,逐次改变输入变量,测量相应的输出值,验证逻辑功能,与表2.1进行比较,验证所设计的逻辑电路是否符合要求。;四、实验内容
(1)设计用与非门及用异或门、与门组成的半加器电路。要求按本文所述的设计步骤进行,直到测试电路逻辑功能符合设计要求为止。
(2)设计一个一位全加器,要求用异或门、与门、或门组成。
(3)设计一位全加器,要求用与或非门实现。
(4)设计一个对两个两位无符号的二进制数进行比较的电路;根据第一个数是否大于、等于、小于第二个数,使相应的三个输出端中的一个输出为“1”,要求用与门、与非门及或非门实现。;五、实验报告
(1)列写实验任务的设计过程,画出设计的电路图。
(2)对所设计的电路进行实验测试,记录测试结果。
(3)组合电路设计体会。