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文件名称:电工电子学课件:组合逻辑电路.pptx
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总页数:74 页
更新时间:2025-06-10
总字数:约5.55千字
文档摘要

;14.1组合逻辑电路的分析

所谓组合逻辑电路的分析,就是在给定逻辑电路的条件下,找出它的输出和输入之间的逻辑关系,并指出电路的逻辑功能。组合逻辑电路分析的任务和步骤是:

(1)根据指定的逻辑电路图写出输出函数的表达式。

(2)根据逻辑表达式列逻辑状态表(真值表)。

(3)分析逻辑状态表并说明逻辑电路的功能以及改进的方案。;【例14-1】分析图14-1(a)所示的逻辑电路。;解第一步:根据图示电路写出输出函数的表达式。如果门电路的级数很多,可以一级一级地写,对每一级的输出规定一个中间变量,如图14-1(a)中的Y1、Y2、Y3和W,最后再把中间变量用输入变量替换掉。;第二步:列逻辑状态表如表14-1所示。;第三步:说明逻辑功能及改进意见。

从逻辑状态表中可以看出这是一个“三输入不一致”电路,当三个输入变量相同时,输出为0;三个输入变量不同时,输出为1。改进的方案如图14-1(b)所示,改进后所用的门电路较少。;【例14-2】已知在图14-2所示的电路中,AB端加入波形不同的脉冲电路,分析该电路的功能。

解由图14-2可见,当M=0时,与非门1的输出恒为1,与A端的输入信号无关;同时,与非门2输出为1,因此与非门3的输出仅由B端的输入决定;又因为与非门1输出为1,与非门4的输出由与非门3决定,习惯上称门3此时被打开,所以输出F=B。

同理可得,当M=1时,输出F=A。

可见,虽然有两个信号同时加在电路的输入端,但可通过控制M电平的高低来选择F输出信号A还是信号B,这种电路称为选通电路。;;14.2组合逻辑电路的设计

组合逻辑电路的设计是分析的逆过程,它是根据给定的逻辑功能要求,设计出实现这些功能的最佳电路。组合逻辑电路设计的任务和步骤是:

(1)根据题目对逻辑功能的要求定义输入和输出变量、列逻辑状态表,并由逻辑状态表写出逻辑函数的标准与或式。

(2)根据题目指定使用的器件类型进行化简,若未指定器件类型,则器件类型可以任选。

(3)画出逻辑电路图。;【例14-3】设计一个逻辑电???供三人(A,B,C)表决使用。每人有一电键,如果他赞成,就按电键,表示1;

如果不赞成,则不按电键,表示0,表决结果用指示灯来表示。如果多数赞成,则指示灯亮,Y=1;反之则不亮,Y=0。

解(1)由题意列出逻辑状态表。共有八种组合,其中Y=1的取值情况只有四种组合。逻辑状态表如表14-2所示。;;(2)由逻辑状态表写出逻辑式:

(3)应用逻辑代数运算法则对上式进行变换和化简:

(4)由逻辑式画出逻辑图。由化简后的逻辑式画出逻辑图,如图14-3所示。;;【例14-4】设计一个8421码乘以5的组合逻辑电路,使其电路的输入和输出都是8421码,并证明该逻辑电路

不需要任何门电路。

解第一步:列逻辑状态表。输入变量是一位

8421码,用X3X2X1X0表示;输出是二位8421码,用

X7X6X5X4X3X2X1X0表示,其表示过程如表14-3所示。;;第二步:写出输出函数的表达式,通过观察逻辑状态表就可以得到。

Y7=Y3=Y1=0,Y5=X2,

Y2=Y0=X0,Y6=X3,Y4=X1

第三步:画逻辑图。输出表达式说明实现该功能不需要任何门电路,只用连线将输入变量0连接到输出变量上,如图14-4所示。;;14.3加法器

14.3.1半加器

所谓“半加”,就是只求本位的和,暂不管低位送来的进位数。

;设两个一位二进制数A、B相加,S表示A和B两个数半加和,C为进位。根据二进制数加法运算法则,可以列出半加器的逻辑状态表,如表14-4所示。由逻辑状态表写出逻辑

表达式:

根据上述分析,半加器可用一个异或门和一个与门实现。半加器的逻辑电路如图14-5(a)所示,其逻辑符号如图

14-5(b)所示。;;;14.3.2全加器

在进行多位二进制数相加时,不仅要考虑某一位被加数与加数相加,还要考虑来自低位的进位。一位二进制数全加器是一个具有三个输入端和两个输出端的,能对被加数、加数以及来自低位的进位相加得到“全加和”和“全加进位”的组合电路。一位二进制数全加器的逻辑状态表如表14-5所示,逻辑图及逻辑符号如图14-6(a)、(b)所示。;;;其中Ai、Bi、Ci-1分别代表输入的被加数、加数以及来自低位的进位,Si是本位和,Ci是向高位的进位。根据逻辑状态表写出输出函数的表达式如下:;14.4编码器

用数字或某种文字和符号来表示某一对象或信号的过程,称为编码。十进制编码和文字符号的编码虽然在日