第四章 逆变电路.ppt

第四章组合逻辑电路
组合逻辑电路是指在任何时刻产生的稳定输出取决于该时刻各输入值的组合。组合电路有两个特点:
⑴由逻辑门电路组成,不包含记忆元件。
⑵信号为单向传输,不存在反馈回路。
组合逻辑电路分析
组合逻辑电路分析是指对一个特定电路,找出输出与输入之间的逻辑关系,对其进行评价、改进和完善。
分析方法
组合逻辑电路分析步骤为:
⑴根据逻辑电路图写出输出函数表达式
⑵化简输出表达式
分析方法
⑶列出函数输出真值表
⑷功能评价
分析举例
例 1:右图中,使用 6 个简单
门电路。分析采用以下步骤:
⑴写出函数表达式
⑵化简函数表达式

⑶根据化简后函数表达式列出真值表
A
B
C
F
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0
分析举例
⑷功能评述
由真值表可知,仅当 A、B、C 取值相同时 F 值为 0,否则为 1。该电路具有检查输入是否一致的功能。输出为 1 表示输入不一致,因此称为“不一致电路”。
根据化简结果可画出等效电路图,显然比原图简略。
例 2:图中含 7 个简单门电路,分析电路功能,讨论结构是否合理。
分析举例
组合逻辑电路设计
根据问题要求完成逻辑设计,求出在特定功能下的逻辑电路。这一过程称为逻辑电路设计,又称逻辑综合。
设计方法
⑴建立给定问题的逻辑描述
⑵求出逻辑函数的最简表达式
⑶选择逻辑门类型并进行逻辑函数变换
⑷画出逻辑电路图
该例中,输入有 A、B、C 三个变量,但经简化后仅剩两个变量,全部功能仅需要一个异或门即可实现,显然结构极不合理。
C
B
=1 F
设计举例
例 1:设计“多数表决电路”
假设逻辑 1 表示“通过”,逻辑 0 表示“否决”。在 n 个输入中,若逻辑 1 的个数过半,则 F = 1,否则 F = 0。
A
B
C
F
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
AB
C
0
1
00 01 11 10
假设输入变量个数为 3,根据条件,列出真值表,画出卡诺图。
分析真值表可得:
分析卡诺图,进行逻辑组合,选择与非门组成逻辑电路,逻辑表达式为:
设计举例
例 2:设计一个比较两个三位二进制数是否相等的数值比较器。
两个二进制数为 A = a3a2a1、B = b3 b2 b1。A = B 时,a3 = b3、a2 = b2、a1= b1。对应的两位同时为 0 或同时为 1 表示相等。
选择异或门和或非门实现该逻辑,对表达式进行简化得:
设计中几个实际问题的处理

由于输入变量之间存在相互制约限定,使输入变量的某些取值不存在,为 0 或为 1 均与输出无关。称为包含无关条件的逻辑问题。描述这类问题的逻辑函数称为无关条件的逻辑函数。
例:设计组合逻辑电路,判别以余 3 码表示的十进制数是否为合数(非质数)。
解:输入变量为 A、B、C、D,当其表示的十进制数为合数时输出 F = 1,否则为 F = 0。
列出真值表,根据余 3 代码规定,ABCD 组合中不允许出现 0000、0001、0010、1101、1110、1111。若不考虑无关项,函数表达式为:
A
B
C
D
F
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
d
d
d
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
d
d
d
设计中几个实际问题的处理
加入无关项对输出没有影响。将无关条件 d ( 0,1,2 ) 当成 0 处理,d ( 13,14,15 ) 当成 1 处理,则函数表达式为:
显然后一个表达式更为简单。可采用与非门实现,与非表达式为:
d
0
1
0
d
0
d
1
0
1
d
1
d
0
d
0
AB
CD
00
01
11
10
00 01 11 10
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
AB
CD
00
01
11
10
00 01 11 10
设计中几个实