数字电子技术479242.pptVIP

4 组合逻辑电路 对于一个逻辑电路，其输出状态在任何时刻只取决于同一时刻的输入状态，而与电路原来的状态无关，这种电路被定义为组合逻辑电路。 4 组合逻辑电路 组合逻辑电路的逻辑关系 组合逻辑电路的结构特点： (1)输出、输入之间没有反馈延迟通路； (2)电路中不含具有记忆作用的元件。 4 组合逻辑电路 4.1 组合逻辑电路分析 4.2 组合逻辑电路的设计 4.3 组合逻辑电路中的竞争冒险 4.4 若干典型的组合逻辑集成电路 4.5 组合可编程逻辑器件 4.6 用Verilog HDL描述组合逻辑电路 作业 4.1 组合逻辑电路分析 目的： 步骤： (1)根据逻辑电路，从输入到输出，写出各级逻辑函数表达式，直到写出最后输出端与输入信号的逻辑函数表达式。 (2)将各逻辑函数表达式化简和变换，以得到最简单的表达式。 (3)根据简化后的逻辑表达式列出真值表。 (4)根据真值表和简化后的逻辑表达式对逻辑电路进行分析，最后确定其功能。 4.1 组合逻辑电路分析 例：已知逻辑电路如图4.1.1所示，分析该电路的功能。 解：1、输出的逻辑表达式 2、真值表 4.1 组合逻辑电路分析 4.1 组合逻辑电路分析 3、确定逻辑功能 分析总结真值表，得到变化规律。 分析真值表后可知，当A、B、C三个输入变量的取值中有奇数个1时，L为1，否则为0。 该电路可用于检查3位二进制码的奇偶性，当输入电路的二进制码中含有奇数个l时，输出1为有效信号，所以称为奇校验电路。 如果在上述电路的输出端再加一级反相器，当输入电路的二进制码中含有偶数个l时，输出为1，则称此电路为偶校验电路。 4.1 组合逻辑电路分析 4.1 组合逻辑电路分析 例： 试分析图4.1.3所示组合逻辑电路的逻辑功能。 4.1 组合逻辑电路分析 4.2 组合逻辑电路的设计 组合逻辑电路的设计与分析过程相反，对于提出的实际逻辑问题，得出满足这一逻辑问题的逻辑电路。 通常要求电路简单，所用器件的种类和每种器件的数目尽可能少。用最少的门电路来组成逻辑电路，使电路结构紧凑，工作可靠而且经济。 电路的实现可以采用小规模集成门电路、中规模组合逻辑器件或者可编程逻辑器件。因此，逻辑函数的化简也要结合所选用的器件进行。 4.2 组合逻辑电路的设计 组合逻辑电路的设计步骤： (1)明确实际问题的逻辑功能。许多实际设计要求是用文字描述的，因此，需要确定实际问题的逻辑功能，并确定输入、输出变量数及表示符号。 (2)根据对电路逻辑功能的要求，列出真值表。 (3)由真值表写出逻辑表达式。 (4)简化和变换逻辑表达式，从而画出逻辑图。 4.2 组合逻辑电路的设计 例：某火车站有特快、直快和慢车三种类型的客运列车进出，试用两输入与非门和反相器设计一个指示列车等待进站的逻辑电路，3个指示灯一、二、三号分别对应特快、直快和慢车。列车的优先级别依次为特快、直快和慢车，要求当特快列车请求进站时，无论其他两种列车是否请求进站，一号灯亮。当特快没有请求，直快请求进站时，无论慢车是否请求，二号灯亮。当特快和直快均没有请求，而慢车有请求时，三号灯亮。 4.2 组合逻辑电路的设计 4.2 组合逻辑电路的设计 4.2 组合逻辑电路的设计 用两输入与非门和反相器设计 表达式变换 4.2 组合逻辑电路的设计 4.2 组合逻辑电路的设计 例： 试设计一个码转换电路，将4位格雷码转换为自然二进制码。可以采用任何逻辑门电路来实现。 4.2 组合逻辑电路的设计 输出逻辑函数、化简 参看P133 4.2 组合逻辑电路的设计 观察表达式： 4.3 组合逻辑电路中的竞争冒险 一、产生竞争冒险的原因 4.3 组合逻辑电路中的竞争冒险 一、产生竞争冒险的原因 当一个逻辑门的两个输入端的信号同时向相反方向变化，而变化的时间由差异的现象，称为竞争。 由竞争而可能产生输出干扰脉冲的现象称为冒险。 4.3 组合逻辑电路中的竞争冒险 二、消去竞争冒险的方法 1、发现并消去互补乘积项 4.3 组合逻辑电路中的竞争冒险 二、消去竞争冒险的方法 2、增加乘积项以避免互补项相加 4.3 组合逻辑电路中的竞争冒险 二、消去竞争冒险的方法 3、输出端并联电容 4.4 若干典型的组合逻辑集成电路 一、编码器 1、编码器的定义与工作原理 用一个二进制代码 表示特定含义的信息称 为编码。 具有编码功能的逻 辑电路称为编码器。 4.4 若干典型