南航考研数电课件第3(N).ppt

第三章 组合逻辑电路 §3-1 数字集成器件简介 §3-2 常用组合逻辑模块 §3-3 组合电路分析 §3-4 组合电路设计 §3-5 险象与竞争 §3-6 小结 门电路 半导体二极管的开关特性 二极管的单向导电性－－正向电压导通，反向 电压截止。 半导体三极管的开关特性 双极型三极管的开关特性 基本开关电路 MOS管的开关特性 §3-1 数字集成器件简介 一、集成电路的生产工艺 二、集成电路的主要电气指标 三、逻辑电路的输出结构 四、 正逻辑和负逻辑 五、常用门电路及逻辑符号 一、集成电路的生产工艺 TTL与非门电路 二、集成电路的主要电气指标 集成电路的电平参数表 4、平均传输延时时间--输出由高变低、由低 变高的平均延时时间。 5、功耗 三、逻辑电路的输出结构 2、开路输出（OC）结构 输出端要加上拉电阻，可以并联,并联后的逻辑关系为与（线与）。 开路输出结构的应用 3、三态输出结构 三态输出结构的应用（1） 三态输出结构的应用（2） 四、正逻辑和负逻辑 五、常用门电路及逻辑符号 逻辑符号 74125逻辑符号 几种芯片的逻辑符号 部分门电路的型号及名称 §3-1-5 使用逻辑门的几个问题 1、输入脚多余： 与：多余脚接逻辑高或输入并联。 或：多余脚接逻辑低或输入并联。 2、输入脚不足： 改变逻辑或用门电路扩展。 3、扇出系数： 采用功率门电路或改电路。 §3-2 常用组合逻辑模块 一、并行加法器 二、数值比较器 三、编码器 四、译码器 五、数据选择器 六、常用组合逻辑器件 一、并行加法器 图 加法器 图 2位加法器 3、加法器的应用 二、数值比较器 例3：设计四位比较器用SSI设计一个四位二进制数比较器，输入为A=A3A2A1A0，B=B3B2B1B0，输出包括FAB，FAB和 FA=B。通过分析逻辑功能直接导出逻辑表达式。 例3（续） 3、4位数值比较器功能表 4、4位数值比较器扩展成8位比较器 4、数值比较器的应用 问题：如何用四位数值比较器构成修正信号产生电路 例1：2-4线译码器 3-8译码器功能表 变量译码器的扩展（1） 变量译码器的扩展（2） 用变量译码器实现组合逻辑函数 例4：电路分析 例5：用3-8译码器外加与门组成一位全减器。 例7：译码器实现1位8421BCD码加法器 2. 显示译码器 四、数据选择器 3. 8选1数据选择器 （2）8选1MUX功能表 4、数据选择器的扩展（2） 数据选择器的扩展（3） 5、用MUX实现逻辑函数 解：D0＝D1＝D2＝D4＝0，D3＝D5＝D6＝D7＝1 例3：分析以下电路的逻辑功能。 例3（续） §3-3 组合电路分析 §3-4 组合电路设计 一、电路设计的概念 二、用SSI设计组合电路 三、用MSI设计组合电路 四、功能分解的设计方法 例：用3-8译码器组成一位全减器。 用3-8译码器组成一位全减器（续） 例：用MUX实现逻辑函数 §3-5 险象与竞争 一、险象的产生 二、逻辑险象及其消除方法 三、功能险象和动态险象 四、险象的排除 一、险象的产生 二、逻辑险象及其消除方法 1、逻辑险象的表达式判别 2、逻辑险象的卡诺图判别 3、增加冗余项消除逻辑险象 三、功能险象和动态险象 功能险象和动态险象的判别 四、 险象的排除 §3-6 小结 小结（续） 一、电路设计的概念 1、设计过程 从实际设计要求开始，直到得到符合功能要求的最佳电路为止。 2、设计方法 对于同一设计对象，可以采用不同的设计思路和设计方法，从而得到不同的设计结果。 3、最佳电路 同一功能的电路可能采用不同的器件和不同的结构来实现，最佳电路的含义因此也各不相同。 4、设计的阶段 ①、用某种形式的逻辑描述来表示实际的设计要求； ②、各种逻辑描述之间的变换，以变换成逻辑图为最终目的； ③、除逻辑图外，真值表、功能表、卡诺图和逻辑方程等都是常用的描述逻辑函数的方式。 二、用SSI设计组合电路 1、设计要求 以门电路为基础，要求使用的门电路数量最少，门的输入端数也最少。 2、设计步骤 ① 分析设计要求，根据输出与输入间的逻辑关系列出真值表； ② 利用公式法或卡诺图法化简逻辑函数，求出最简逻辑表达式； ③ 根据最简逻辑表达式画出逻辑图。一般来说，最简与或式同两级与非门电路对应，最简或与式同两级或非门电路对应。 ④以上步骤可以灵活使用。 3、设计举例 例1：设计一个四舍五入判别器，用来判别8421BCD码表示的