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数字电路  与 逻辑设计 2004 - 2011 第四章 组合逻辑电路 1.组合逻辑电路概述 根据逻辑功能的不同特点，数字电路分为两大类。 组合逻辑电路（简称组合电路） 时序逻辑电路（简称时序电路） 组合逻辑电路 在任一时刻，输出信号只决定于该时刻各输入信号的组合，而与该时刻前的电路输入信号无关。 组合逻辑电路的结构特点 由各类逻辑门电路组成； 电路的输入和输出之间没有反馈途径； 电路中不含记忆单元。 1.组合逻辑电路概述 组合电路逻辑功能的描述方法 2.1 组合逻辑电路的分析方法 2.1 组合逻辑电路的分析方法 2.2 组合逻辑电路分析实例 2.2 组合逻辑电路分析实例 2.2 组合逻辑电路分析实例 2.2 组合逻辑电路分析实例 3.1 组合逻辑电路的设计方法 3.1 组合逻辑电路的设计方法 3.1 组合逻辑电路的设计方法 3.1 组合逻辑电路的设计方法 3.2 组合逻辑电路设计实例 3.2 组合逻辑电路设计实例 3.2 组合逻辑电路设计实例 3.2 组合逻辑电路设计实例 4.组合电路中的竞争冒险 组合电路中的竞争冒险 组合电路中的竞争冒险 组合电路中的竞争冒险 在组合电路中，当输入信号的状态改变时，在生成时间上不一致，称为“竞争”输出端输出干扰信号（错误结果），称为冒险。 产生竞争冒险的原因： 门电路的延迟时间。 消除竞争冒险的方法 修改逻辑设计，填入冗余项； 引入选通脉冲；接入滤波电容； 1. 组合逻辑电路概述 2. 组合逻辑电路分析 3. 组合逻辑电路设计 4. 组合逻辑电路的竞争冒险 5. 常用的组合逻辑电路 逻辑函数式 向量函数形式 Y = F(I) 组合电路框图 逻辑图 逻辑表达式 1 最简与或表达式 化简为： 2 从输入到输出逐级写出： 真值表 最简与或表达式 分析电路的逻辑功能 电路分析： 当输入A、B、C中有2个或3个为1时，输出Y为1，否则输出Y为0。 电路功能： 3人表决用的组合电路：只要有2票或3票同意，表决就通过。 4 3 逻辑图 逻辑表达式 B Y2 Y1 Y B A Y C B A Y ? ? t ? ? y ü + + = + = + + = 3 2 1 化简逻辑表达式 最简与或表达式 真值表 　 电路的输出Y仅与输入A、B有关，而与输入C无关。 Y和A、B的逻辑关系为： A、B中只要一个为0，Y=1；A、B全为1时，Y=0。所以Y和A、B的逻辑关系为与非运算的关系。 电路的逻辑功能 简化电路，用与非门实现功能 电路功能描述 设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路来控制楼梯上的路灯，使之在上楼前，用楼下开关打开电灯，上楼后，用楼上开关关灭电灯；或者在下楼前，用楼上开关打开电灯，下楼后，用楼下开关关灭电灯。 真值表 设：楼上开关为A，楼下开关为B，灯泡为Y。 A、B闭合时为1，断开时为0；灯亮时Y为1，灯灭时Y为0。 根据逻辑要求列出真值表。 1 逻辑分析 2 写出逻辑表达式或画出卡诺图 化简为最简与或表达式 3 0 1 1 0 A0 1 B 0 1 4 逻辑变换 5 逻辑电路图 用与非门实现 用异或门实现 电路功能描述 设举重比赛有3个裁判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃完全举上的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮来确定。只有当两个或两个以上裁判判明成功，并且其中有一个为主裁判时，表明成功的灯才亮。 用与非门设计一个举重裁判表决电路。 真值表 　　设主裁判为变量A，副裁判分别为B和C；表示成功与否的灯为Y，根据逻辑要求列出真值表。 1 2 逻辑表达式 逻辑分析 3 利用卡诺图化简 最简与或表达式 4 5 Y= AB +AC 转换为与非表达式 A 0 1 00 01 BC 11 10 1 1 1 6 画出逻辑电路图 1 从而导致与门实际输入信号与理论分析不一致的错误产生。 实际电路中， 解决办法 —— 添加冗余项 BC A 00 01 11 10 0 1 1 1 1 1 ABC F 000 001 010 011 100 101 110 111 0 0 1 0 0 1 1 1 解决办法 —— 添加滤波电容 * *