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第三章 组合逻辑电路 第一节 重点与难点 一、重点： 1.组合电路的基本概念 组合电路的信号特点、电路结构特点以及逻辑功能特点。 2.组合电路的分析与设计 组合电路分析是根据已知逻辑图说明电路实现的逻辑功能。 组合电路设计是根据给定设计要求及选用的器件进行设计，画出逻辑图。如果选用小规模集成 电路 SSI，设计方法比较规范且容易理解，用 SSI 设计是读者应掌握的最基本设计方法。由于设计 电路由门电路组成，所以使用门的数量较多，集成度低。 若用中规模集成电路 MSI 进行设计，没有固定的规则，方法较灵活。 无论是用 SSI 或 MSI 设计电路，关键是将实际的设计要求转换为一个逻辑问题，即将文字描述 的要求变成一个逻辑函数表达式。 3.常用中规模集成电路的应用 常用中规模集成电路有加法器、比较器、编码器、译码器、数据选择器和数据分配器等，重要 的是理解外部引脚功能，能在电路设计时灵活应用。 4.竞争冒险现象 竞争冒险现象的产生原因、判断是否存在竞争冒险现象以及如何消除。 二、难点： 1.组合电路设计 无论是用 SSI 还是用 MSI 设计电路，首先碰到的是如何将设计要求转换为逻辑问题，得到明确 的真值表，这一步既是重点又是难点。总结解决这一难点的方法如下： （1）分析设计问题的因果关系，分别确定输入变量、输出变量的个数及其名称。 （2 ）定义逻辑变量 0、 1 信号的含义。无论输入变量、输出变量均有两个状态 0、1，这两个状 态代表的含义由设计者自己定义。 （3）再根据设计问题的因果关系以及变量定义，列出真值表。 2.常用组合电路模块的灵活应用 同样的设计要求，用 MSI 设计完成后，所得的逻辑电路不仅与所选芯片有关，而且还与设计者 对芯片的理解及灵活应用能力有关。读者可在下面的例题和习题中体会。 3.硬件描述语言 VHDL 的应用 VHDL 的应用非常灵活，同一个电路问题可以有不同的描述方法，初学者可以先仔细阅读已有 的程序实例，再自行设计。 三、考核题型与考核重点 1.概念与简答 题型 1 为填空、判断和选择； 题型 2 为叙述基本概念与特点。 建议分配的分数为 3～6 分。 2.综合分析与设计 63 题型 1 为根据已知电路分析逻辑功能； 题型 2 为根据给定的逻辑问题，设计出满足要求的逻辑电路。 建议分配的分数为 6～ 12 分。 第二节 思考题题解 题 3.1 简述组合逻辑电路的分析步骤和设计步骤。 答：组合逻辑电路的分析是用逻辑函数来描述已知的电路，找出输入、输出间的关系，从而判 断电路功能。组合逻辑电路分析有以下几个步骤：首先根据逻辑电路图写出逻辑函数表达式，然后 利用代数法或图解法化简函数，列出真值表，最后根据真值表判断电路的逻辑功能。 组合逻辑电路的设计是根据实际逻辑问题，求出实现相应逻辑功能的最简单或者最合理的数字 电路的过程。逻辑电路的设计步骤如下： 首先分析设计要求，建立真值表，选择所用门的类型，将逻辑表达式化为最简形式，或者变换 为最合理的表达式，最后画出逻辑图。 题 3.2 组合逻辑电路如思考题 3.2 图（ a）所示。 （1）写出函数 F 的表达示。 （2 ）将函数 F 化为最简与或式，并用与非门实现之。 （3 ）若改用或非门实现，试写出相应的表达式。 F F F ≥1 ≥