《数字电路基础》课程教学资源（PPT课件）第十章 组合电路的分析与设计

第十章组合电路的分析与设计 ◆根据逻辑功能的不同特点,常把数字电路分成 组合逻辑电路(简称组合电路)和 时序逻辑电路(简称时序电路)两大类 ◆组合电路逻辑功能表示方法: 通常有逻辑函数表达式、真值表(或功能表)、逻辑图、 卡诺图、波形图等五种

第十章 组合电路的分析与设计 ◆根据逻辑功能的不同特点，常把数字电路分成 组合逻辑电路（简称组合电路）和 时序逻辑电路（简称时序电路）两大类。 ◆组合电路逻辑功能表示方法： 通常有逻辑函数表达式、真值表（或功能表）、逻辑图、 卡诺图、波形图等五种

10.1.2组合逻辑电路的分析方法 ◆适用于比较简单的电路,分析步骤为: (1)写出逻辑函数表达式; (2)简化逻辑函数或者列真值表; (3)描述电路逻辑功能。 功能 ◆较复杂或无法得到逻辑图的电路,搭接实验电路;

◆ 适用于比较简单的电路，分析步骤为： （1）写出逻辑函数表达式； （2）简化逻辑函数或者列真值表； （3）描述电路逻辑功能。 10.1.2 组合逻辑电路的分析方法 功能 ◆ 较复杂或无法得到逻辑图的电路，搭接实验电路；

例题1分析图下图所示电路。 解:◆由图写出逻辑函数表达式,并进行化简 气 b d Gab cd a b a (b) (c) ①写出函数表达式G=ab·bab cc·aca ala+61+bla+ 列)e clc+d +dc+ lab elcd apeced

例题1 分析图下图所示电路。 解: ◆ 由图写出逻辑函数表达式，并进行化简 G = aab  bab  ccd  dcd  ( ) ( )  ( ) ( ) ( ) ( ) a b c d ab ab cd cd a a b b a b c c d d c d =    = +  + = + + +  + + + ①写出函数表达式

②由表达式求出真值表 输入输出输入输出 ③由真值表分析电路功能 a b c d G a b c d 0000 1000 当a、b、c、d中有 0001 0010 0110100 10010奇数个时,G为1;反 10 之G为0。 0011 1011 0100 1100 这是一个奇偶校 010 101 验位产生电路 0110 0111 1111 0 由图(b)所示电路可写出 FG⊙ abored 可见,这是一个奇偶校验监测器

②由表达式求出真值表 输 入 输 出 a b c d G 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 输 入 输 出 a b c d G 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 ③由真值表分析电路功能 当a、b、c、d中有 奇数个1时，G为1；反 之G为0。 F=G ⊙ abcd 由图（b）所示电路可写出 可见，这是一个奇偶校验监测器 这是一个奇偶校 验位产生电路

例题2分析图10.2所示电路的逻辑功能 解: Yo Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 ①写出函数表达式 A2AAGIG 2A2B 1=44(2G2 Y2=A4, G2B Y=A,AAGGAG 0 2 G2A G2B Y4=A,4AG(2②由表达式求出真值表 y=A244GG2G2由表达式可见,当G为0时,无论其它输入信号为什 V=A244G2(G0为]时,一F也为1。通常用和Gm只要有一个 么状态,~F均为1,同理 G2=G2a+G2B Y2=A,AAGG2G23来表示G和GB的某些状态

例题2 分析图10.2所示电路的逻辑功能 解： Y0 = A2 A1 A0 G1 G2A G2B Y1 = A2 A1 A0 G1 G2A G2B Y2 = A2 A1 A0 G1 G2A G2B Y3 = A2 A1 A0 G1 G2A G2B Y4 = A2 A1 A0 G1 G2A G2B Y5 = A2 A1 A0 G1 G2A G2B Y6 = A2 A1 A0 G1 G2A G2B Y7 = A2 A1 A0 G1 G2A G2B 由表达式可见，当G1为0时，无论其它输入信号为什 么状态， 均为1，同理 和 只要有一个 为1时， 也为1。通常用式 来表示 和 的某些状态。 Y0 ~ Y7 0 7 G2A G2B Y ~ Y G2A G2B G2 = G2A +G2B ①写出函数表达式 ②由表达式求出真值表

表102真值表 ③由真值表分析电路功能 输入 输出 由真值表10.2可以看出, 0445元元当G为1,G为时,3位三 1 ××|111111 进制输入信号A2A14的8种 0 ××11111111取值组合分别对应着F 0000111111 0000000 00110111111/中的一个确定的输出信号。如 01011011111当4144=00时,输出信 01 1|11101111号=0,而巧~F均为 1001111011 1011111101 1;当A2A4=11时, 11011111101买=0而5~F均为l 因此,该电路是一个3-8线二 进制译码器。它是第4章中讨 论过的74LS138的内部电路

表10.2 真值表 输 入 输 出 × 1 0 × 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 × × × × × × 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 G1 G2 A2 A1 A0 Y 0Y1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 7 G1 G2 由真值表10.2可以看出， 当 为1， 为0时，3位二 进制输入信号 的8种 取值组合分别对应着 中的一个确定的输出信号。如 当 =000时，输出信 号 ，而 均为 1；当 =111时， 而 均为1。 因此，该电路是一个3-8线二 进制译码器。它是第4章中讨 论过的74LS138的内部电路。 A2 A1 A0 Y0 ~ Y7 A2 A1 A0 0 Y7 = Y0 = 0 Y0 ~ Y7 A2 A1 A0 Y0 ~ Y6 ③由真值表分析电路功能

例题3分析图10.3所示电路的逻辑 功能 解 ①写出函数表达式 上EN(AAA0Db+AAAD +A2A AOD2+A2AA D3 +A2 A1 AO D4+A2 A1Aod5 +A24, AOD6+A2AAD,)

分析图10.3所示电路的逻辑 功能 例题3 解 1 0 3 2 2 0 1 2 0 1 2 1 0 ( 2 1 0 A A A D A A A D Z S A A A D A A A D + + = + ) 6 2 1 0 7 0 2 1 0 5 1 4 2 1 0 2 A A A D A A A D A A A D A A A D + + + + Y= EN ①写出函数表达式

②由表达式求出真值表 3)逻辑功能 输 使能端|地址 DDD 432 由真值表可 EN AA A DDDDD 出,EN是选 D3 ×× ,对数据通 000 行控制。当 100000000 001 0时,根据不 010 Ds 13126 3 的地址码 011 100 DDAAA A选通相应 道,且仅选 110 012 路。 111 EN→dEN 可见该电路是 还择器)。实现 的功能是从多个输入信择一个信号输出,或者将并行输入 转换为串行输出

输 入 输 出 使能端 地址 输入数据 S Y 1 0 0 0 0 0 0 0 0 × × × 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 × × × × × × × × D0 × × × × × × × × D1 × × × × × × × × D2 × × × × × × × × D3 × × × × × × × × D4 × × × × × × × × D5 × × × × × × × × D6 × × × × × × × × D7 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A2 A1 A0 （3）逻辑功能 由真值表可 以看出，EN是选 通 端， 对数据通 行 进行 控制。当 EN=0时，根据不 同的地址码 A2A1A0 选通相应 的 通道 ，且仅选 通一路。 可见该电路是一个多路选择器（也称为数据选择器）。实现 的功能是从多个输入信号中选择一个信号输出，或者将并行输入 转换为串行输出。 EN D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Y ②由表达式求出真值表

◆多路选择器应用举例:实现逻辑函数 Y=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABC1 D-4Do y5Y D F是一个四变量函数,所以要用具有三个地0/6 器,即用8选1的多路选择器实现。假设用74LS5D15 入端A2、A、A分别输入4、B、C这3个变量。比D 知 0 D=DD,=Dd=D+D=1 D=o B DA=D DS=DD=D+D=1 D,=0 EN 用多路选择器实现逻辑函数F如图所示。 图103(c)

◆ 多路选择器应用举例：实现逻辑函数 Y = ABCD + ABCD+ ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD F 是一个四变量函数，所以要用具有三个地址输入端的选择 器，即用8选1的多路选择器实现。假设用74LS151，在3个地址输 入端A2、A1、A0分别输入A、B、C这3个变量。比较上述表达式可 知 D0 = D D1 = D 1 D2 = D + D = D3 = 0 D4 = D D5 = D D6 = D + D =1 D7 = 0 用多路选择器实现逻辑函数F如图所示。 图10.3（c）

10.2组合逻辑电路的设计(1)分析要求列真值表 (2)由真值表写表达式 (3)化简 (4)画逻辑图 1分析2真值表 4逻辑图 卡诺图 化简 实际 简化 逻辑问题 真值表 表达式 逻辑图 公式 化简

10.2 组合逻辑电路的设计 1.分析 2.真值表 3.化简 4.逻辑图 (1)分析要求,列真值表 (2)由真值表写表达式 (3)化简 (4)画逻辑图