数字逻辑电路第三章

第三章

组合逻辑电路

2011年3月于洁潇

组合逻辑电路

逻辑电路

时序逻辑电路

现时的输出仅取决于现时的输入

除与现时输入有关，还与原状态有关

第三章组合逻辑电路

3.1 组合电路的一般分析和设计3.2 常用组合电路及其中规模集成器件3.3 用中规模集成器件实现组合逻辑电路3.4 组合逻辑电路的冒险

3.1 组合电路的一般分析与设计

3.1.1 组合电路的一般分析

已知电路→逻辑功能

步骤：(1) 判断是否为组合逻辑电路；

(2) 写出各输出端的逻辑表达式；(3) 列出相应的真值表；(4) 确定电路的逻辑功能。

[例]已知逻辑电路，分析该电路的功能解：该电路是组合电路。 (1)写逻辑表达式 Y1 Y2 Y3

Y A AB B AB(2)列真值表 (3)确定逻辑功能二变量异或电路

[例]分析该电路的功能解：(1)写逻辑表达式Y0 ST A1 A0

Y1 ST A1 A0Y2 ST A1 A0

Y3 ST A1 A0

(2)列真值表 (3)确定逻辑功能

译码器

ST为控制端， A1A2为译码地址输入端。

3.1.1 组合电路的一般分析

3.1.2 用门电路设计组合逻辑电路

已知功能函数→逻辑电路

步骤：(1) 确定输入变量和输出变量；

(2) 列出相应的真值表；

(3) 由真值表写出逻辑表达式或卡诺图并化简；

(4) 画出逻辑电路图。

[例]设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。

每一组信号灯由红、黄、绿三盏灯组成，正常工作情况下，任何时刻必须有一盏灯点亮，而且只允许有一盏灯点亮。而当出现其他点亮状态时，电路发生故障，这时要求发出故障信号，以提醒维护人员前去修理。

(1)确定输入输出变量解：输入变量是三盏灯的状态，规定灯亮时为1,不亮为0。输出变量是故障信号，规定正常工作状态下为0,发生故障时为1。 (2)画出真值表 (3)写出逻辑式AG R 00

R 0 0 0 0 1 1 1 1

A 0 0 1 1 0 0 1 1

G 0 1 0 1 0 1 0 1

Y

0 1

1 0

01 11 10 0 1 0 1 1 1

1 0 0 1 0 1 1 1

Z R AG RA RG AG

(1)确定输入输出变量解： R输入变量是三盏灯的状态，规定灯亮时为1,不亮为0。A输出变量是故障信号，规定正常工作状态下为0, G发生故障时为1。 (2)画出真值表 (3)写出逻辑式AG R 00

& 1 1 1&& 1& Z

0 1

1 0

01 11 10 0 1 0 1 1 1

最简与——或表达式

Z R AG RA RG AG

解： (1)确定输入输出变量 (2)画出真值表 (3)写出逻辑式Z R AG RA RG AG

R 1 A G 1 1

&& 1&& AG R 00 Z

与非与非式Z R AG RA RG AG R AG RA RG AG

与或非式Z R AG R AG R AG

0 1

1 0

01 11 10 0 1 0 1 1 1

[例]在只有原变量输入的条件下，BC A 00 01 11 10

用与非门实现函数 Y ( A, B, C ) m

(2,3,4,5,6)解： (1)画出卡诺图 (3)画出逻辑电路图 0 0 1 1 1 1 1 0 10

Y A B AC AB

(2)变换表达式

Y AB AC AB AB AC ABY A BC B AC

5个与非门

Y A ABC B ABC

3.1 组合电路的一般分析与设计

3.2 常用组合电路及其组件

3.2.1 加法器

[例]A=1101，B=1001，计算A+B。

1001

1 1 0 11 0 0 1

半加

10110

全加

1、1位加法器原理 (1)半加器真值表逻辑表达式S A B AB A B C A B

框图

逻辑图逻辑符号

1、1位加法器原理（2）全加器

真值表

框图

逻辑图

逻辑符号

表达式

Si A

i

Bi C

i 1

Ci AiBi AiCi 1 BiCi 1

2、多位加法器

A3A2A1A0+ B3B2B1B0= S3S2S1S0（1）串行进位加法器

100110110优点：结构简单缺点：速度低

1 1 0 1

1 0 0 1