第五章组合逻辑电路 本章重点 路的 分析方法和设 要求:看懂功 设计表,熟练使用虫邊 辑电路的工 最后从 规模集成电路设s 原因, 并简单介名计数字鬼路 常用组 多路选 择器、多路 这些 组合电路经常使
本章重点介绍组合逻辑电路的特点、以及组合电路的 分析方法和设计方法。 首先介绍组合逻辑电路的共同特点和一般分析方法及 设计方法。然后介绍常用的各种中规模集成电路的组合逻 辑电路的工作原理和使用方法。 最后从物理概念上说明竞争－冒险现象及其形成原因， 并简单介绍消除竞争－冒险现象的常用方法。 常用组合电路有：全加器、译码器、编码器、多路选 择器、多路分配器、数值比较器、奇偶检验电路等。这些 组合电路经常使用，因此，均有中规模集成组件产品。 要求：看懂功能 表，熟练使用中 规模集成电路设 计数字电路
組合逻韡电路 数字逻辑电路分为两大类:一类是组合逻辑电路 组合逻辑电路特点: 另一类是时序逻辑电路 电路当前得输出仅取决于当前的输入信号,输出信号随输 入信号的变化而改变,与电路原来的状态无关,这种电路无记 忆功能。这就是组合逻辑电路在逻辑功能上的共同特点。 例:组合电路如图所示: 输入变量为:A、B、C|,输出变量为:S和CO 由图可知,无论任A 何时刻,只要A、B和C|B 的取值确定了,则S和C CO的取值也随之确定。 8 与电路过去的工作状态 1 bCo 无关
• 一类是组合逻辑电路 • 另一类是时序逻辑电路 一、组合逻辑电路特点： 电路当前得输出仅取决于当前的输入信号，输出信号随输 入信号的变化而改变，与电路原来的状态无关，这种电路无记 忆功能。这就是组合逻辑电路在逻辑功能上的共同特点。 数字逻辑电路分为两大类： 例：组合电路如图所示： 输入变量为：A、B、CI， 输出变量为：S和CO 由图可知，无论任 何时刻，只要A、B和CI 的取值确定了，则S和 CO 的取值也随之确定。 与电路过去的工作状态 无关。 CO =1 =1 & & ≥1 1 A B CI S
二、逻辑功能描 逻辑图本身就是逻辑功能 留表达逻辑功能不够直观,因 ABCI SC0 表达式或逻辑真值表的形式,[00000 明显。 001 例如:通过逻辑010 图可以直接写成逻辑c1 001 0110 表达式的形式。 10010 所以该图的逻辑 101 表达式为: 1|10 00 S=(4④B)Cl 1111 CO=(46B)C++AB 由逻辑表达式列出真值表 知暴
逻辑图本身就是逻辑功能的一种表达方式。然而用逻辑 图表达逻辑功能不够直观，因此还需要将逻辑图转换为逻辑 表达式或逻辑真值表的形式，使电路的逻辑功能更加直观、 明显。 例如：通过逻辑 图可以直接写成逻辑 表达式的形式。 S = (A B)CI CO = (A B)CI + AB (A B)CI AB (A B)CI + AB 所以该图的逻辑 表达式为： 由逻辑表达式列出真值表 AB ABCI CO =1 =1 & & ≥1 1 A B CI S A B CI S CO 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1
逻辑功能描述 对于任何一个多输入、多输出的组合逻辑电路都可以 用一个框图来表示。 a2、…an表示输入变量 组合逻辑 y1y2…ym表示输出变量。 电路 yyy 输出与输入之间的逻辑关系可以用一组函数表示: y=f(a1、a2…、an) 组合电路逻辑功能特点 y2=f2(a1a2…、an) 是:输出只取决于当前输入状 态,与电路过去状态无关。所 以,组合电路中,不包含有存 储单元。这就是组合电路在电 或者写成向量函数的形式:路结构上的共同特点。 Y= F(A 回阿阿回同回同阿回回同同同呵≯會
对于任何一个多输入、多输出的组合逻辑电路都可以 用一个框图来表示。 组合逻辑 电路 a1 a2 n a 1 y 2 y m y 1 2 n a 、a 、 a 表示输入变量， 1 2 m y 、y 、 y 表示输出变量。 输出与输入之间的逻辑关系可以用一组函数表示： ) 1 1 1 2 n y = f（a、a 、、a ) 2 2 a1 a2 an y = f（ 、 、、 ) m m a1 a2 an y = f（ 、 、、 或者写成向量函数的形式： Y = F(A) 组合电路逻辑功能特点 是：输出只取决于当前输入状 态，与电路过去状态无关。所 以，组合电路中，不包含有存 储单元。这就是组合电路在电 路结构上的共同特点
、组合电路的分析方法 从给定组合逻辑电路图找出输出和输入之间 的逻辑关系,分析其逻辑功能. 组合电路分析步骤: 1)根据给定逻辑电路图,从电路的输入到输出 逐级写出输出变量对应输入变量的逻辑表达式。 (2)由写出的逻辑逻辑表达式,列出真值表。 (3)从逻辑表达式或真值表.分析出组合逻辑 电路的逻辑功能
从给定组合逻辑电路图找出输出和输入之间 的逻辑关系,分析其逻辑功能. 组合电路分析步骤: (1)根据给定逻辑电路图,从电路的输入到输出 逐级写出输出变量对应输入变量的逻辑表达式。 (2)由写出的逻辑逻辑表达式,列出真值表。 (3)从逻辑表达式或真值表.分析出组合逻辑 电路的逻辑功能
例1分析图示电路的逻辑功能,指出该电路的用途。 解:◇根据给定逻辑图 写出输出和输入之间的 逻辑函数式。 Y,=DC·DBA B 回回回 DC+ DBA 1=DCB·DCB.DCA 1 FEB D DCB+dCB+ dCa &88[&[8[8 Y=DC+ DB DC·DB & 8 ◇根据逻辑函数式列出真值表
DBA DC DCADCB DCB DB DC 解：◇根据给定逻辑图 写出输出和输入之间的 逻辑函数式。 Y2 = DC DBA = DC + DBA Y1 = DCBDCBDCA = DCB+ DCB+ DCA Y0 = DC + DB = DCDB ◇根据逻辑函数式列出真值表 1 1 1 1 & & & & & & & & & & D C B A Y2 Y1 Y0
组合电路的分析方法 Y2=DC+ DBa H1=DCB+DCB+DCA[。。。。。。1 F=DC·DB ◇功能描述 该电路当DCBA表10。。1 示的输入二进制数小 于或等于5时Y0为1, 当输入二进制数在6和 0101 10之间时Y1等于1,当,。1。0 输入二进制数大于或 等于11时Y2等于1。 000 该逻辑电路是输入4,。1。0 位二进制数判别电路。 回阿阿回同回同阿回回同同同呵≯會
输 入 输 出 D C B A Y2 Y 1 Y0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 Y2 = DC + DBA Y1 = DCB + D C B + D C A Y0 = D C D B ◇功能描述 该电路当DCBA 表 示的输入二进制数小 于或等于 5 时 Y 0 为 1 ， 当输入二进制数在 6 和 10之间时 Y 1等于 1，当 输入二进制数大于或 等于11 时 Y 2等于 1 。 该逻辑电路是输入 4 位二进制数判别电路
例2分析图示电路放逻辑功能。 1、写出逻辑表达式: A P=AB B 8 A Q=A+C F R=BOO B 1/R S=PQ=AB A+C F=S+R=AB A+C+BoC AB A+C BOC=(4B+A+C).(BC+BC) ABC+BC+ABC+ABC=BC(A+1)+BCa+A) -BC + Bc
1、写出逻辑表达式 ： Q = A + C S = PQ = AB A + C R = B C F = S + R = AB A + C + (B C) = AB A+CBC = (AB + A+C)(BC + BC) = ABC + BC + ABC + ABC = BC + BC = BC(A+1)+ BC(A+ A) P = AB ABCB AC & ≥1 =1 & ≥1 PQR S F
F=BC+ Bo 当输入相同时F=0 BCF 当输入不同时F=1 是二变量输入异或门。 000 4、评价电路 011 本电路用五块门电 101 路组成二变量输入异或 ,显然用一块二输入 110 异或门即可。 2、列出真值表: 3、功能描述: F=B团C
B C F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 2、列出真值表： 3、功能描述： 4、评价电路： F = BC + BC 当输入相同时 F=0 当输入不同时 F=1 是二变量输入异或门。 本电路用五块门电 路组成二变量输入异或 门，显然用一块二输入 异或门即可。 =1 = B C A B F
例3分析图示电路放逻辑功能。 A bCdF 00001第三步:功能描述 00010 00100 从真值表中可以 00111看出:当A,B,C, 01000D四个输入中有偶 第一步: 01011数个1时(包括全 写出逻辑函数表达式。 01110 0),输出为1,输入 10000中有奇数个1时, P=A⊙B 10011输出为0 Q=C⊙D 10101 10110 =P⊙Q 11001 该电路是偶 =A⊙B⊙C⊙D 11010校验电路 11100 第二步:列真值表 11111
第一步： P = A ⊙B Q = C ⊙D F = P ⊙Q A B C D F 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 该电路是偶 校验电路。 第三步：功能描述。 从真值表中可以 看出：当A，B，C， D 四个输入中有偶 数个 1 时（包括全 0)，输出为1，输入 中有奇数个 1 时， 输出为0. 第二步：列真值表 写出逻辑函数表达式。 = A ⊙B ⊙C ⊙D =1 =1 =1 A B C D F P Q