[工学]第7讲 组合逻辑电路.pptVIP

数字电子技术基础 第 7 讲 主讲 孙霞 安徽理工大学电气工程系 组合逻辑电路概述 所谓组合电路就是任意时刻的输出信号仅取决于该时刻的输入信号，而与信号在作用前电路原来所处的状态无关。 组合电路可以有一个或多个输入端和输出端，其一般框图如下图所示。图中A1,A2…An表示输入信号，F1,F2...Fm表示输出信号。 输出信号的逻辑表达式可写成 F1=f1(A1,A2...An) F2=f2(A1,A2...An)  … Fm=fm(A1,A2...An) 由于组合电路的输出与电路原来的状态无关，所以这种电路的输出、输入之间没有反馈通路，电路中也不含记忆单元，通常都是由门电路构成。 3.4 组合电路的分析 组合电路的分析是已知逻辑电路，待求该电路的逻辑功能。其步骤一般如下： (1)由逻辑图逐级写出函数表达式。 (2)由函数表达式列出真值表。 (3)根据真值表或表达式确定该电路的逻辑功能。 (4)有时根据化简结果还可检验出原电路的设计是否属最佳方案，并改进之。 对于中、大规模集成组合电路，除了上述方法外，还可简化为直接通过分析手册上给定的集成芯片的真值表，来了解电路的逻辑功能、接口方法以及如何灵活应用，而不一定涉及电路的内部结构。 例3.4.1 试分析图3.4.1所示电路的逻辑功能。 解：(1)写出函数表达式 (3) 由最简式列真值表 可按2.3.1节中例2.3.1中介绍过的方法，对变量B、C的4种可能取值(00~11)，按其逻辑函数进行运算，求出相应的F值填入表中。例如，当B=C=0时， ,……由此可列出F的真值表，如表3.4.1所示。 (4)据最简表达式及真值表可确定该电路是一个二变量的异或电路( F=B ? C)。 (5)由最简结果发现此原始电路的设计不经济，可改用一个异或门来实现，如图3.4.2所示。 例3.4.2 试分析图3.3.5中电路的逻辑功能。 解：(1)写出函数表达式 (2) 列真值表 分别对变量A、B、C的8种可能取值(000~111)，按照逻辑函数表达式进行运算，求出相应的函数值F，填入表中即得真值表如表3.4.2所示。 (4) 确定逻辑功能 由真值表发现：当三个输入变量中有多数个1时，输出为1。故可概括出：该电路能实现三变量多数表决的逻辑功能。 3.5 组合电路的设计 3.5.1 设计步骤 (1) 按文字描述的逻辑命题写出真值表。 这是十分重要的一步。具体为：先分析设计要求，设置输入、输出变量，设定逻辑状态1和0的含义，然后再按逻辑功能的要求列出真值表。 (2) 由真值表写出函数表达式，并化简。 有时为便于考虑最优化方案，可先由真值表写出与或表达式(方法见下面)。 ①当采用小规模集成电路设计时，则要根据所选用的门进行函数化简，以求用最少的门来实现。化简时，可通过卡诺图法(直接根据真值表填图化简)，也可通过代数法(根据表达式进行化简)。 ?②当采用中、大规模集成电路设计时，有时可能需对表达式进行适当的变换，以适应所需门的需要，然后再用最少的集成块来实现。 (3) 画出相应的逻辑图。 3.5.2 由真值表写出表达式 只要把真值表中函数值F=1的相应输入变量用一个“乘积项”=(与项)表示，其中：变量为1的用原变量表示，变量为0的用反变量表示，再把各个乘积项相加(相或)，就可得到函数F的表达式了。 例如，某函数的真值表如表3.5.1所示，求函数F的表达式。由上述法则可写出F的表达式为 需要指出的是：这里是求原变量F的函数表达式，故要将函数值F=1的相应输入变量挑选出来。若要求反变量 的函数表达式，则要将函数值F=0的相